Elaborado por Gabriel Matos Vieira Equipe: Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)

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1 Tutorial Balanceamento de Equações Elaborado por Gabriel Matos Vieira Equipe: Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) Título: Tipo do recurso: Objetivo: Descrição do recurso: Observação: Componente Curricular: Tema: Autor(es): Idioma: País: Fonte do recurso: Endereço eletrônico: Detentor do direito autoral: Licença: Submetido por: URI: Disponível em: Balanceamento de Equações Animação/simulação Discutir o conceito de estequiometria e a Lei das Proporções Definidas Esta simulação apresenta um conjunto de equações químicas a serem balanceadas pelo usuário. Ela apresenta equações mais simples que podem servir de treinamento e um "Jogo do balanceamento" em que o tempo para balancear as equações pode ser cronometrado É necessário instalar ou atualizar uma versão do Java Ensino Médio::Química Educação Básica::Ensino Médio::Química::Modelos de constituição: substâncias, transformações químicas Educação Básica::Ensino Médio::Química::Transformações: caracterização, aspectos energéticos, aspectos dinâmicos Kathy, Perkins; Parson, Robert; Moore, Emily; Loeblein, Patricia; Malley, Chris; Lancaster, Kelly Português (pt) Estados Unidos da América (us) Simulações Interativas PhET - Universidade do Colorado Simulações Interativas PhET - Universidade do Colorado O Projeto Simulações Interativas PhET da Universidade do Colorado (PhET) distribui esta simulação sob Licença Creative Commons - Atribuição 3.0. O usuário é livre para copiar, distribuir, transmitir e adaptar a obra. O usuário deve atribuir a obra a Simulações Interativas PhET Universidade do Colorado Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) Ensino Médio: Química: Animações/Simulações

2 Conhecendo a simulação Essa simulação pode ser utilizada como ferramenta para o estudo do balanceamento de equações químicas. Ela representa os átomos constituintes das espécies presentes na reação por meio de esferas. Cada elemento participante da reação (hidrogênio, oxigênio, carbono, etc.) é representado por uma esfera de cor e tamanho próprios. Essas esferas são contadas, antes e depois da reação. Você pode alterar a quantidade de cada espécie participante e, quando as quantidades de átomos selecionadas forem iguais nos reagentes e nos produtos, a simulação demonstra que a reação está balanceada. Ao iniciar a simulação, uma aba chamada Introdução será aberta. Nesta aba, você pode escolher entre as reações de síntese da amônia, hidrólise da água ou queima do metano (1). Para alterar as quantidades de cada espécie, utilize os contadores (2) referentes a cada uma. Para contar o número de átomos (esferas) presentes em cada etapa da reação, você pode escolher entre as balanças e o gráfico de barras (3).

3 As balanças (a) apresentam o número de átomos presentes em cada etapa da reação. Quando o número de átomos é igual de cada lado da balança, ela se equilibra. Há uma balança para cada elemento e quando todas as balanças se encontram equilibradas, a equação apresenta-se balanceada. Já o gráfico de barras (b) conta os átomos e representa o total em barras que, quando estiverem do mesmo tamanho, considerando reagentes e produtos, indicam que a reação está balanceada.

4 A outra aba é o Jogo do Balanceamento. Aqui, você deve propor balanceamentos para várias equações propostas.

5 Antes de iniciar o jogo, você pode selecionar o nível de dificuldade (de 1 a 3) além de poder ligar ou desligar os sons da simulação e a contagem de tempo. Para cada jogo, são apresentadas cinco equações em sequência. A cada equação, você deve propor um balanceamento e clicar em conferir. Se acertar na primeira tentativa, você ganha dois pontos.

6 Se errar, você terá outra chance e a simulação oferecerá uma ajuda. Ao clicar em Explique-me, serão mostradas as balanças de cada elemento participante da reação e será possível perceber quais deles ainda não estão balanceados. Clique em Tentar de novo e proponha outro balanceamento. Acertando, você ganha um ponto. Porém, se você errar, aparecerá o botão Ver Resposta, que mostrará o balanceamento correto. Seja qual for o resultado, você pode avançar para a próxima equação. Ao final de cinco equações, a simulação apresenta um quadro com sua pontuação e o tempo necessário para terminar o jogo.

7 Você pode dificultar um pouco o processo de balanceamento ocultando as moléculas. Para isso, clique em opções, no menu localizado na parte superior esquerda da tela, e, em seguida, selecione Ocultar moléculas. Limitações da simulação A simulação limita, para quase todas as reações, a proporção de reagentes e produtos para a forma mais simplificada. Mesmo quando é possível balancear a equação utilizando proporções maiores, a simulação considera o balanceamento inadequado, por não estar na forma mais simplificada. O maior coeficiente que se pode utilizar na aba Introdução é 3 e na aba Jogo do Balanceamento é 7, o que limita as possibilidades da simulação. Além disso, não é possível colocar frações ou números decimais. Os coeficientes representados na equação consideram o número de moléculas e não o número de mols de cada espécies. Por isso, há uma limitação nos valores possíveis para esses coeficientes. É importante considerar que uma equação química representa o número de mols das espécies participantes das reações, e não o número de moléculas. Usando a simulação 1. Abra a simulação e tente balancear as equações disponíveis na aba Introdução. Você pode utilizar as balanças ou o gráfico de barras para auxiliá-lo. a) Observe a equação balanceada da síntese da amônia. Se você tivesse o dobro da quantidade de reagentes disponível, qual quantidade de amônia seria produzida? Escreva em seu caderno a equação da síntese da amônia com essa quantidade de reagentes. b) Selecione a equação de hidrólise. Considerando que os coeficientes estequiométricos representam a quantidade de matéria, em mol, de reagentes e produtos, é possível representar na equação química, coeficientes fracionários ou decimais. Escreva a equação de hidrólise usando 1 mol de água (H 2 O). Qual a quantidade de O 2 produzido?

8 c) Agora selecione a equação de queima do metano. Suponha que você tivesse meio mol de CH 4 e 1 mol de O 2. Escreva em seu caderno a equação química que representa essa reação? 2. No menu Opções, selecione Ocultar moléculas. 3. Selecione a aba Jogo do Balanceamento. 4. Selecione o jogo de nível 1 e clique em Iniciar!. Você não precisa ativar a contagem de tempo. d) Tente representar em seu caderno as espécies participantes da primeira reação representada no jogo. Utilize bolinhas de cores e/ou tamanhos diferentes para representar cada elemento. e) Utilizando as representações propostas por você no item anterior, tente balancear a equação. f) Tente balancear, de forma semelhante, as outras equações do jogo. 5. Inicie novos jogos, nos níveis 2 e 3. Tente balancear as equações apresentadas e, sempre que ficar em dúvida, utilize a representação por círculos em seu caderno para auxiliá-lo.