BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES QUÍMICAS

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Eliza Paixão de Oliveira
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1 Disciplina: Química (Turmas T e R); Data: 24/06/16 Aula: Balanceamento de equações químicas Professora Ana (anaflaviasuzana@yahoo.com.br) 1.1 Equações químicas, reagentes e produtos BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES QUÍMICAS As substâncias podem combinar-se com outras substâncias transformando-se em novas substâncias. Para estas transformações damos o nome de Reações Químicas. No nosso cotidiano, há muitas reações químicas envolvidas, como por exemplo, no preparo de alimentos, a própria digestão destes alimentos no nosso organismo, a combustão nos automóveis, o aparecimento da ferrugem, a fabricação de remédios, etc. A forma que representamos a reação química chama-se Equação Química. Nela colocamos os elementos que estão envolvidos na reação, de forma abreviada, e como ela aconteceu, através de símbolos já padronizados. As substâncias que participam da reação química são chamadas de produtos ou reagentes na equação química. Reagentes (1 membro) são as substâncias que estão no início da reação. São as que irão reagir, sofrer a transformação. Produtos (2 membro) são as substâncias resultantes da reação química. Exemplo: Duas moléculas de gás hidrogênio juntam-se com uma molécula de gás oxigênio formando duas moléculas de água. 2H2 + O2 2 H2O reagentes produto Observe que o H2 e o O2 são reagentes e H2O é o produto. 1.2 Lei de Lavoisier e lei de Proust Antoine Laurent Lavoisier era um químico francês que em 1785 descobriu a lei de Conservação das Massas, que recebeu o nome de Lei de Lavoisier em homenagem ao seu criador. Esse cientista foi considerado o pai da química moderna, e sua lei se baseia no seguinte: Lavoisier fez inúmeras experiências nas quais pesava as substâncias participantes, antes e depois da reação. Lavoisier verificou que a massa total do sistema permanecia inalterada quando a reação ocorria num sistema fechado, sendo assim, concluiu que a soma total das massas das espécies envolvidas na reação (reagentes), é igual à soma total das massas das substâncias produzidas pela reação (produtos), ou seja, num sistema fechado a massa total permanece constante. Essa lei também pode ser enunciada pela famosa frase: "Na Natureza nada se cria e nada se perde, tudo se transforma". A lei de Proust também é conhecida como lei das proporções constantes ou lei das proporções definidas. Esta lei foi inserida pelo químico francês Joseph Louis Proust, que realizou experimentos com substânicas puras e concluiu que independentemente do processo usado para obtê-las, a composição em massa dessas substâncias era constante. A lei de Proust é definida assim: "As massas dos reagentes e produtos participantes de uma reação mantêm uma proporção constante."

1.3 Balanceamento de equações químicas A Lei de Conservação das Massas descoberta por Lavoisier nos mostra que quando ocorrem reações químicas a massa se conserva porque não ocorrem criação nem

2 1.3 Balanceamento de equações químicas A Lei de Conservação das Massas descoberta por Lavoisier nos mostra que quando ocorrem reações químicas a massa se conserva porque não ocorrem criação nem destruição dos átomos, eles apenas se rearranjam para formar novas substâncias. Os átomos permanecem inalterados, porém as ligações dos átomos dos reagentes são desfeitas e novas ligações são formadas, originando os produtos. Portanto, a quantidade de átomos de cada elemento em uma equação química que representa uma reação deve ser a mesma nos reagentes (1º membro) e nos produtos (2º membro). Essa igualdade é obtida por meio do balanceamento dos coeficientes da equação química. Uma maneira de se fazer esse balanceamento a fim de deixarmos o mesmo número de átomos dos elementos nos reagentes e produtos é a seguinte: Veja a seguinte reação: FeS2(g) + O2(g) Fe2O3(s) + SO2(g) Observe que o único elemento que não podemos começar o balanceamento é o oxigênio, pois ele aparece mais de uma vez no segundo membro. Podemos começar ou pelo ferro ou pelo enxofre. Seguindo a segunda regra, o ferro do 2º membro possui índice igual a 2, que é o maior, por isso, vamos começar por ele, colocando o índice 1 na substância Fe2O3(s): FeS2(g) + O2(g) 1 Fe2O3(s) + SO2(g) Note que há dois átomos de ferro no 2º membro. Logo, deve haver o mesmo número desse elemento no lado esquerdo: 2 FeS2(g) + O2(g) 1 Fe2O3(s) + SO2(g) Agora sabemos também que existem 4 átomos de enxofre (S) do lado esquerdo da equação (lembre-se de que é preciso multiplicar o índice pelo coeficiente para saber quantos átomos existem), então esse será o coeficiente desse elemento no lado direito: 2 FeS2(g) + O2(g) 1 Fe2O3(s) + 4 SO2(g)

3 Agora só falta acertar o oxigênio. Veja que no 2º membro temos um total de 11 átomos de oxigênio ( = 11). No 1º membro, existem dois átomos de oxigênio, então seu índice será a fração (11/2): 2 FeS2(g) + 11/2 O2(g) 1 Fe2O3(s) + 4 SO2(g) A reação dessa forma está balanceada. Porém, é importante notar que os coeficientes são necessiariamente os números inteiros menores possíveis. Portanto, é preciso eliminar a fração 11/2 sem acabar com a proporção estequiométrica. Podemos fazer isso ao multiplicar todos os coeficiente por 2 e dessa forma teremos a equação química devidamente balanceada: 4 FeS2(g) + 11 O2(g) 2 Fe2O3(s) + 8 SO2(g) Para ver se ficou correto, basta verificar se a quantidade de cada elemento nos dois membros está igual: 4 FeS2(g) + 11 O2(g) 2 Fe2O3(s) + 8 SO2(g) REAGENTES: Fe = 4. 1 = 4 átomos S = 4. 2 = 8 átomos O = =22 átomos PRODUTOS: Fe = 2. 2 = 4 átomos S = 8. 1 = 8 átomos O = (2. 3) + (8. 2) = 22 átomos

4 Exercícios 1. Faça o balanceamento das equações químicas a seguir: A) C 2H 6O + O 2 CO 2 + H 2O B) Na 2CO 3 + HCl NaCl + H 2O + CO 2 C) C 6H 12O 6 C 2H 6O + CO 2 D) C 4H 10 + O 2 CO 2 + H 2O E) FeCl 3 + Na 2CO 3 Fe 2(CO 3) 3 + NaCl F) NH 4Cl + Ba(OH) 2 BaCl 2 + NH 3 + H 2O G) Ca(OH) 2 + H 3PO 4 Ca 3(PO 4) 2 + H 2O H) Fe 2(CO 3) 3 + H 2SO 4 Fe 2(SO 4) 3 + H 2O + CO 2 I) Na 2O + (NH 4) 2SO 4 Na 2SO 4 + H 2O + NH 3 J) FeS 2 + O 2 Fe 2O 3 + SO 2 K) NH 3 + O 2 NO + H 2O L) KMnO 4 + H 2SO 4 Mn 2O 7 + K 2SO 4 + H 2O M) CS 2 + O 2 CO 2 + SO 2 N) H 3PO 4 + CaO Ca 3(PO 4) 2 + H 2O O) Na 2CO 3 + H 3PO Na 3PO 4 + H 2O + CO 2 P) KMnO 4 K 2MnO 4 + MnO 2 + O 2 Q) Na + KNO 3 Na 2O + K 2O + N 2 R) Ni(CO) 4 Ni + CO S) CaC 2 + H 2O C 2H 2 + CaO T) Ag 2O Ag + O 2 U) Ca 3(PO 4) 2 + SiO 2 + C CaSiO 3 + CO + P 4 V) Cu(OH) 2 + H 4P 2O 7 Cu 2P 2O 7 + H 2O 2. (PUC-RJ) O óxido de alumínio (Al2O3) é utilizado como antiácido. A reação que ocorre no estômago é: XAl2O3 + YHCl ZAlCl3 + WH2O Os coeficientes X, Y, Z e W são, respectivamente: a) 1, 2, 3, 6. b) 1, 6, 2, 3. c) 2, 3, 1, 6. d) 2, 4, 4, 3. e) 4, 2, 1, (FUVEST) A decomposição térmica de 1 mol de dicromato de amônio é representada pela equação: (NH4)2Cr2O7 N2 + CrxOy + z H2O Os valores de x, y e z são, respectivamente: a) 2, 3 e 4 b) 2, 7 e 4 c) 2, 7 e 8 d) 3, 2 e 4 e) 3, 2 e 8

5 4. (Mackenzie-SP) Das equações abaixo, estão balanceadas incorretamente: I. NH3 + HC l NH4Cl II. BaCl2 + H2SO4 HCl + BaSO4 III. C2H6O + O2 CO2 + H2O IV. N2 + H2 NH3 a) Somente I e II. b) Somente I e III. c) Somente II e IV. d) Somente II, III e IV. e) Todas. 5. (UEPA) A queima (combustão) do isooctano (C8H18), um dos componentes da gasolina, pode ser representada pela equação química não balanceada: C8H18 + O2 CO2 + H2O Os coeficientes da reação balanceada são: a) 2, 50, 8, 32; b) 2, 25, 16, 18; c) 4, 50, 8, 32 d) 4, 25, 16, 18; e) 1, 25, 4, (UFMG) A equação química a seguir Ca(OH)2 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O não está balanceada. Balanceando-a com os menores números possíveis, a soma dos coeficientes estequiométricos será: a) 4; b) 7; c) 10; d) 11; e) Dada a equação a seguir BaO + As2O5 Ba3(AsO4)2 Após balancear, marque a alternativa que equivale à soma dos coeficientes estequiométricos: a) 4; b) 5; c) 6; d) 10; e) (UFSM-RS) Considere as equações: I - Al2O3 + HCl AlCl3 + H2O II - SO2 + NaOH Na2SO3 + H2O III - BaO4 + HNO3 Ba(NO3)2 + H2O2 + O2 A sequência correta dos coeficientes dos reagentes e produtos necessários para o balanceamento estequiométrico dessas equações é: I II III a) 6,3,3,2 / 1,2,1,1 / 2,1,2,2,2 b) 1,6,2,3 / 2,1,1,1 / 1,1,2,1,1 c) 1,3,3,2 / 2,1,2,2 / 1, 2,1,1,1 d) 6,1,2,3 / 2,1,2,2 / 2,1,2,2,2 e) 1,6,2,3 / 1,2,1,1 / 1, 2,1,1,1 9. Relacione abaixo os coeficientes (Coluna B) que tornam as equações químicas (Coluna A) corretamente balanceadas: Coluna A: Coluna B: I - C8H18 + O2 CO2+ H2O A- 2, 3, 2 II - C4H10O + O2 CO2 + H2O B- 3, 2, 1, 3 III - Al + Cl2 AlCl3 C- 1, 6, 4, 5 IV - N2H4 + N2O4 N2 + H2O D- 1, 25/2, 8, 9

6 V - CaO + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O E- 2, 1, 3, 4 A relação correta é dada por: a) I-D, II-C, III-A, IV-E, V-B. b) I-B, II-E, III-A, IV-C, V-D. c) I-A, II-B, III-C, IV-D, V-E. d) I-E, II-D, III-C, IV-B, V-A. e) I-D, II-C, III-A, IV-B, V-E. GABARITO: 1. A) 1, 3, 2, 3 B) 1, 2, 2, 1, 1 C) 1, 2, 2 D) 2, 13, 8, 10 E) 2, 3, 1, 6 F) 2, 1, 1, 2, 2 G) 3, 2, 1, 6 H) 1, 3, 1, 3, 3 I) 1, 1, 1, 1, 2 J) 4, 11, 2, 8 K) 4, 5, 4, 6 L) 2, 1, 1, 1, 1 M) 1, 3, 1, 2 N) 2, 3, 1, 3 O) 3, 2, 2, 3, 3 P) 2, 1, 1, 1 Q) 10, 2, 5, 1, 1 R) 1, 1, 4 S) 1, 1, 1, 1 T) 2, 4, 1 U) 2, 6, 10, 6, 10, 1 V) 2, 1, 1, 4 2. b 3. b 4. d 5. b 6. e 7. b 8. e 9. a

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