Você sabe como fazer balanceamento químico? Esse tema, que geralmente cai no Enem, é bem importante em Química e, por isso, vale a pena saber mais sobre ele, além de resolver exercícios sobre o assunto.
Reações químicas são representadas por meio de equações, com números indicando as quantidades reagentes. Quando você balanceia uma equação química, garante que os átomos presentes na equação estejam em mesmo número nos reagentes e produtos.
Quer saber como fazer um balanceamento químico e como o assunto é cobrado no Enem? Saiba tudo a seguir!
O que é balanceamento químico
Antes de entender o que é balanceamento químico, é preciso compreender a equação química.
Ela traz informações qualitativas e quantitativas das reações. Essas fórmulas representam as substâncias envolvidas na reação, ao passo que os coeficientes à frente delas apresentam a quantidade de cada componente da reação química.
Uma reação balanceada acontece da seguinte forma: quando os reagentes se transformam em produtos, os átomos presentes na reação continuam os mesmos, mas rearranjados.
Neste exemplo, um átomo de carbono reagiu com dois átomos de oxigênio para formar uma molécula de dióxido de carbono. Embora as quantidades sejam iguais nos dois termos da equação, houve uma transformação, como explica a Lei de Lavoisier.
No caso da reação não balanceada, a quantidade de átomos é diferente nos dois membros da equação.
Neste exemplo, pela reação de formação da água, pode-se ver que há mais átomos reagentes do que produtos e, por isso, a equação não está balanceada. Isso contraria a lei de Proust, já que não há uma proporção fixa.
Neste caso, é preciso fazer o balanceamento da equação, da seguinte forma:
Alguns pontos importantes são:
- Quando o coeficiente é 1, não é preciso escrevê-lo na equação;
- Em um balanceamento, é preciso mudar só os coeficientes antes das substâncias, nunca os números. Por exemplo: H2O é água, mas H2O2 é peróxido de hidrogênio.
Quais são os principais métodos de balanceamento de equações
A equação química, para ser balanceada, precisa obedecer à lei de conservação das massas. Isso significa que o número de átomos de cada elemento deve ser igual nos dois membros da equação.
O primeiro passo a seguir é escrever a equação química não balanceada.
Após ver quem são os reagentes da reação (à esquerda) e os produtos formados (à direita) é a hora de balancear a equação, ajustando os coeficientes para que as proporções estejam corretas.
Existem algumas formas de encontrar os coeficientes, que podem ser:
Como fazer o balanceamento das equações químicas
Método das tentativas
Aqui, você escolhe, de forma arbitrária, os coeficientes estequiométricos até que se igualem as quantidades dos átomos de reagentes e produtos.
Primeiramente, é necessário acertar os coeficientes dos metais; depois, dos ametais; em seguida, o hidrogênio e, por último, o oxigênio.
Veja este exemplo:
1) Mg + HCl → MgCl2 + H2
Seguindo a regra proposta acima, iniciaremos o balanceamento pelo Mg. Note que sua quantidade, tanto nos reagentes quanto nos produtos, é 1. Em seguida, a quantidade de cloro nos reagentes é 1 e, nos produtos, é 2. Então devemos multiplicar o HCl por 2 para igualar as quantidades.
Mg + 2 HCl → MgCl2 + H2
Em relação ao hidrogênio, quando adicionamos o coeficiente ao HCl, balanceamos as quantidades de átomos de hidrogênio, ficando com 2 em cada membro. A equação fica corretamente balanceada da seguinte forma: Mg + 2 HCl → MgCl2 + H2.
2) Al2O3 + HCl → AlCl3 + H2O
Aqui, o balanceamento se inicia pelo Al, multiplicando o AlCl3 por 2 para igualar as quantidades.
Al2O3 + HCl → 2 AlCl3 + H2O
Em seguida, é hora de balancear o Cl. Há apenas 1 cloro nos reagentes e 6 nos produtos. Para que fique balanceada a quantidade de Cl, é preciso multiplicar o HCl por 6.
Al2O3 + 6 HCl → 2 AlCl3 + H2O
O próximo átomo a ser balanceado é o hidrogênio. Nos reagentes, temos 6 H e, nos produtos, 2 H. Atribuindo coeficiente 3 ao H2O, teremos 6 H também no segundo membro. Com isso, a quantidade de oxigênio também ficará igual nos dois membros, e a equação devidamente balanceada é a seguinte:
Al2O3 + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2O
Método por oxirredução
Quando o balanceamento envolve reações de oxirredução, pode ser feita a transferência de elétrons entre os componentes da equação para facilitar o processo de balanceamento. Para isso, é necessário estabelecer a variação do número de oxidação (NOX) dos átomos.
Vamos ao exemplo:
KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
1º passo: Determinar o NOX
2º passo: Determinar a variação do NOX (∆)
Nesse caso, o Mn sofreu redução, e o Cl sofreu oxidação do NOX.
Para calcular o ∆, multiplicamos o valor da variação pela maior atomicidade dos elementos destacados:
KMnO4: ∆Nox = 5 .1 = 5
Cl2: ∆Nox = 1 .2 = 2
Importante: quando se escolhe o elemento da oxidação, dá-se preferência para o Cl2, pois tem maior atomicidade.
3º passo: Inverter os valores do ∆
Como em uma reação de oxirredução, a quantidade de elétrons perdidos e ganhos é igual. Com isso, a inversão dos valores do ∆ determina a proporção das substâncias que se oxidaram e se reduziram durante o processo. Portanto, o ∆NOX = 5 será o coeficiente do Cl2, e o ∆NOX = 2 será o coeficiente do KMnO4:
2 KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + 5 Cl2 + H2O
4º passo: Completar o balanceamento por tentativa
Após determinar o coeficiente de dois componentes da reação, finalizamos o balanceamento pelo método de tentativas:
2 KMnO4 + 16 HCl → 2 KCl + 2 MnCl2 + 5 Cl2 + 8 H2O
Método algébrico
No método algébrico, são usadas equações matemáticas para auxiliar no processo de balanceamento das reações químicas. A resolução dessas equações indica o coeficiente a ser utilizado no balanceamento.
Veja os passos necessários para balancear esta reação;
P2O5 + H2O → H3PO4
1º passo: Atribuir coeficientes algébricos para cada substância.
aP2O5 + bH2O → cH3PO4
2º passo: Encontrar as equações para cada elemento.
Para o fósforo, há 2 átomos nos reagentes, que correspondem ao coeficiente algébrico “a”, e 1 átomo no produto, correspondente ao coeficiente algébrico “c”. Logo, a primeira expressão ficará:
2a = c
Em relação ao oxigênio, há 5 átomos, correspondentes ao coeficiente “a”; 1 átomo, correspondente ao coeficiente algébrico “b”, e, nos produtos, 4 átomos, referentes ao coeficiente algébrico “c”. A expressão ficará assim:
5a + b = 4c
Por último, em relação ao hidrogênio, temos 2 átomos, correspondentes ao coeficiente “b”, e 3 átomos nos produtos, correspondentes ao coeficiente algébrico “c”. A última equação é a seguinte:
2b = 3c
Para resolver as equações, devemos atribuir um valor qualquer para um dos coeficientes. Determinando a =1, teremos o seguinte:
2a = c
2 . 1 = c
c = 2
e
2b = 3c
2b = 3 . 2
2b = 6
b = 3
Substituindo os coeficientes algébricos encontrados, temos a equação balanceada corretamente:
1 P2O5 + 3 H2O → 2 H3PO4″
Exercício sobre o balanceamento das equações químicas
Agora que você já viu mais sobre como o conteúdo é aplicado na teoria, que tal começar a fazer alguns exercícios pra ver se consegue colocar na prática?
Questão 1
(UEPA) Leve em conta que temos a seguinte reação química que ainda não está balanceada: Mg + HCl → MgCl2 + H2.
Assim sendo, considere que neste balanceamento se teria o coeficiente de número 6 pra cada um dos produtos. Neste caso, o coeficiente de cada reagente teria que ser de ao menos, respectivamente:
- a) 6 e 12
- b) 12 e 6
- c) 9 e 12
- d) 12 e 9
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Questão 2
(FUVEST) A decomposição térmica de 1 mol de dicromato de amônio é representada pela equação:
(NH4)2Cr2O7 à 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
Questão 3
(Mackenzie) Das equações abaixo, estão balanceadas incorretamente:
- NH3+HCl→NH4Cl
- BaCl2+H2SO4→HCl+BaSO4
III. C2H6O+O2→CO2+H2O
- 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.
Questão 4
(UEPA) Considerando-se a equação química não balanceada
Mg + HCl → MgCl2 + H2
E admitindo-se, num balanceamento, o coeficiente 6 (seis) pra cada produto, o coeficiente de cada reagente será, respectivamente:
- a) 3 e 6.
- b) 6 e 6.
- c) 6 e 12.
- d) 12 e 6.
- e) 12 e 12.
Gabarito
- A
- A
Resolução passo-a-passo:
Para balancear a equação, devemos deixar a quantidade de cada um dos elementos nos produtos e reagentes igual.
Nos reagentes (antes da seta) é estabelecida a quantidade dos elementos:
N = 2 (2 x 1 = 2)
H = 8 (4 x 2 = 8)
Cr = 2
O = 7
Então, pra igualar os produtos e reagentes, a quantidade de cada elemento será a seguinte:
N = 2
Cr = 2
O = 7
H = 8
Ou seja, os produtos deixam de ser CrxOy + z H2O e passam a ser: Cr2O3 + 4 H2O, então x = 2, y = 3 e z = 4.
- D
Resolução passo-a-passo:
A equação I está balanceada corretamente, a quantidade de cada elemento presente nos reagentes é a mesma nos produtos.
Na equação II, há 2 átomos de cloro nos reagentes (BaCl2) e apenas 1 nos produtos (HCl). Há também 2 átomos de hidrogênio nos reagentes (H2SO4) e apenas 1 nos produtos (HCl). A equação não está balanceada.
A equação III possui 2 carbonos nos reagentes (C2H6O) e apenas 1 nos produtos (CO2). Existem 6 átomos de hidrogênio nos reagentes (C2H6O) e apenas 2 nos produtos (H2O). O oxigênio apresenta a mesma quantidade no primeiro e no segundo membro, porém a equação não está balanceada.
Na equação IV temos 2 átomos de nitrogênio nos reagentes (N2) e apenas 1 no produto (NH3). Há 2 átomos de hidrogênio nos reagentes (H2) e 3 no produto (NH3). A equação não está balanceada.
Somente a equação I está balanceada corretamente.
- C
Resolução passo-a-passo:
Se temos que colocar o coeficiente 6 nos produtos, a reação se torna:
Mg + HCl → 6 MgCl2 + 6 H2
Então teremos que compensar a quantidade de produtos multiplicando também os valores nos reagentes, a fim de obter o balanceamento da reação. Temos seis átomos de magnésio nos produtos, então esse será seu coeficiente no reagente:
6 Mg + HCl → 6 MgCl2 + 6 H2
Nos produtos, temos doze átomos de cloro e doze átomos de hidrogênio nos produtos. Então devemos multiplicar o índice 2 pelo coeficiente 6 e o coeficiente de HCl no reagente se tornará 12:
6 Mg + 12 HCl → 6 MgCl2 + 6 H2
Portanto, o coeficiente de cada reagente é, respectivamente, 6 e 12.
Balancear uma equação é importante porque, com as equações químicas balanceadas, podemos fazer cálculos estequiométricos e prever a quantidade de reagentes utilizados, bem como os produtos formados a partir das proporções que viabilizam as reações químicas.
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