Apostila de Química Inorgânica do Prof. Léo Marcos Reações Químicas - Balanceamento Químico

CAPÍTULO V  -  REAÇÕES QUÍMICAS

BALANCEAMENTO QUÍMICO

Balancear ou acertar os coeficientes de uma equação química é encontrar o número de moléculas de reagentes e produtos que iguala o número de átomos de um mesmo elemento, nos dois membros da equação.

Assim vejamos:                      Número de             Número de

                                     Átomos dos    =     Átomos dos

Reagentes               produtos

Para balancear (equilibrar) uma equação, multiplicam-se as fórmulas dos reagentes e produtos por números inteiros (coeficientes) até que o número total de átomos de cada elemento seja igual em ambos os membros.

Regras práticas para o balanceamento de equações pelo método das tentativas:

1)      Iniciar o balanceamento com os elementos que aparecem uma só vez em ambos os membros.

2)      Dentre esses, selecionar o elemento de maior índice.

3)      Utilizar esses índices como coeficientes no membro oposto.

4)      Repetir a mesma seqüencia do item 1 ao item 3 para os demais elementos, até a equação estar balanceada (o Hidrogênio e o Oxigênio, sempre que possível, devem ser balanceados por último).

Exemplos:

        
      Cada elemento aparece uma única vez em cada membro da equação:



       ₂ + H₂   ===> NH₃ (equação não balanceada)

Por enquanto, o número de átomos N no primeiro membro é 2, mas no segundo membro é 1. Assim, se multiplicarmos a fórmula NH₃ pelo coeficiente 2, o número de átomos N se igualará em ambos os lados da equação:

N₂    +     H₂     =====> 2  NH₃

A equação, no entanto, não está ainda inteiramente balanceada, pois agora, no segundo membro, temos 6 átomos H, mas somente dois deles no primeiro membro. Se, porém, multiplicarmos a fórmula H₂ por 3, o balanceamento será alcançado:

N₂   +   3 H₂   ======>  2  NH₃   (equação balanceada)

Note que, no balanceamento, devemos nos limitar a alterar os coeficientes de reagentes e / ou produtos (ou seja, os números que vem antes das fórmulas), mas nunca os índices (números escritos em tamanho menor, que vem depois dos elementos) pois isso alteraria a natureza das substâncias que participam da reação.

·         Elementos que aparecem mais de uma vez num mesmo membro da equação:

As₂S₃    +     O₂   ====> As₂O₃    +    SO₂

Aplicando o passo a passo, temos:

1)      O Oxigênio aparece uma vez no primeiro membro e duas vezes no segundo. Devemos, então, começar o balanceamento pelos elementos As ou S, que aparecem apenas uma única vez em cada membro.

2)      Escolhemos o elemento S, por ter índice maior.

3)      No primeiro membro, temos 3 átomos S e, no segundo membro, apenas 1. Portanto, para balancear o elemento S, multiplicamos a fórmula SO₂ por 3 e a fórmula As₂O₃ por 1, ou seja, utilizamos os índices de um membro como coeficientes do outro.

1)      Acertamos agora os outros elementos. O Arsênio (As) já está balanceado (índice 2 para As₂S₃ e As₂O₃), faltando somente o Oxigênio. No segundo membro, temos 3 + (3.2) = 9 átomos de Oxigênio e no primeiro membro, apenas dois desse átomo. Como precisamos ter 9 átomos de Oxigênio no primeiro membro, multiplicamos a fórmula O₂ por 9/2:

1)   

Para obtermos coeficientes inteiros, multiplicamos toda a equação por 2:

                2 As₂S₃    +     9 O₂   ===>     2 As₂O₃    +  6  SO2

Exercícios de Fixação

Efetue o balanceamento das equações a seguir:

a)      S   +   O₂   ===>    SO₃

b)      H₂SO₄   +   Al(OH)₃    ===>    Al₂(SO₄)₃    +    H₂O

c)      C₁₂H₂₂O₁₁   ===>     C    +    H₂O

d)      KClO₄     ===>     KCl     +     O₂

e)      NaHCO₃     ===>     Na₂CO₃     +     CO₂     +     H₂O

CLASSIFICAÇÃO DAS REAÇÕES QUÍMICAS

Reação de Síntese ou Adição

A    +    B    ===>    AB

·         
Dois ou mais reagentes originam um único produto.

Exemplos:

C    +    O₂   ===>     CO₂

    N₂     +     3  H₂  ===>      2  NH3

   2  Mg    +     O₂   ===>     2  MgO

 2  H₂O     +     O₂   ===>      2  H₂O₂ 

Reação de Análise 
ou Decomposição

AB    ===>     A     +     B

·         Um reagente dá origem a dois ou mais produtos.

Exemplos: 

Decomposição do carbonato de cálcio do mármore pela ação de um forte aquecimento

  

                                 CaCO₃  ====> CaO  +  CO₂

Decomposição do NaCl pela ação da corrente elétrica

           eletricidade

2   NaCl   =======>     2  Na     +     Cl₂

                         
                         Decomposição da película do filme fotográfico pela ação da luz (fotólise -  λ)

     λ

2  AgBr   ========>    2  Ag   +    Br² 

Reação de deslocamento 
       ou simples troca

    X      +     AB    ===>    XB     +      A

    Y      +     AB    ===>    AY     +      B

Ocorre entre uma substância simples e uma composta, produzindo novas substâncias: uma simples e uma composta.

Exemplos: Cl₂     +     2  NaBr    ===>     2  NaCl   +   Br₂
2  Al    +    6  HCl        ===>     2  AlCl₃    +    3  H₂

          

          Reação de deslocamento ou dupla troca

Ocorre entre duas substâncias compostas produzindo duas novas substâncias compostas.
 

Exemplos:

          
AB    +     XY   ===>     AY     +     XB

 NaOH    +    HCl   ===>    NaCl    +    H₂O

          Al₂(SO₄)₃ + 3  Ca(OH)₂ ===> 2  Al(OH)₃ + 3  CaSO₄

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1)      A síntese da espécie química  denominada Ácido (orto) Fosfórico é representada pela equação química:

P₄O₁₀     +      Z  H₂O    ===>    4  H₃PO₄

            O valor do coeficiente estequiométrico “Z” é igual a:

a)      3

b)      4

c)      5

d)      6

2)      Assinale a alternativa onde a equação química está com seus coeficientes estequiométricos representados corretamente:

a)      CaCO₃    ====>     CaO     +     2  CO₂

b)      2  KClO₃    ====>     2  KClO     +     3  O₂

c)      N₂   +   4  H₂    ====>     2  NH₃

d)      2  Zn    +     O₂   ====>     2  ZnO

3)      Fazendo o balanceamento da equação química  BCl3  +  P4  +  H2  ===> BP   +   HCl, 

      obteremos, respectivamente, os coeficientes:

a)      4, 1, 5, 4, 10

b)      4, 1, 6, 4, 12

c)      2, 1, 3, 2, 6

d)      2. 2. 3. 2. 6

4)      A equação química da reação que ocorre entre o ácido sulfúrico e o alumínio é representada por:

X  H₂SO₄   +   Y  Al   ===>     Z  Al₂(SO₄)₃    +     W  H₂

            A soma dos coeficientes X, Y, Z e W, vale:

a)      12

b)      8

c)      10

d)      9

5)      Para tornar corretas as equações químicas:

X  NaOH   +   CO₂   ====>   A   +   H₂O

A   +   CaCl₂   ====>   CaCO₃   +   Y  NaCl

            Deve-se substituir X, Y e A, respectivamente, por:

a)      1, 1 e Na₂O

b)      1, 2 e NaHCO₃

c)      1, 2 e NaCO₃

d)      2, 2 e Na₂CO₃

e)      2, 2 e H₂CO₃

6)      Indique a alternativa que contém uma reação de síntese:

a)      C   +   O₂   ====>   CO₂

b)      CaCO₃   ====>   CaO   =   CO₂

c)      HCl   +   NaOH   ====>   NaCl   +   H₂O

d)      NaCl   +   AgNO₃   ====>  AgCl   +   NaNO₃

7)      A pirólise, a fotólise e a eletrólise, são reações de decomposição pelo calor, pela luz e pela eletricidade, respectivamente. Estas reações também são denominadas reações de:

a)      Análise

b)      Substituição

c)      Deslocamento

d)      Dupla substituição

8)      Em condições adequadas de temperatura e pressão, ocorre a transformação:

2  NH₃ (g)   ===>   3  H₂(g)   +   N₂ (g)

            Podemos dizer que esse é um  exemplo típico de reação de:

a)      Decomposição

b)      Síntese

c)      Simples troca

d)      Dupla troca

9)      A chamada “queima” da cal (reação do CaO com água, comumente efetuada pelo ajudante de pedreiro) pode ser considerada uma reação de:

a)      Adição

b)      Decomposição

c)      Permutação (dupla troca)

d)      Substituição (simples troca)

            GABARITOS

Exercicios de Fixação 

a)      2, 3, 2                                                    

b)     3, 2, 1, 6

c)      1, 12, 11

d)     1, 1, 2

e)      2, 1, 1, 1