Balanceamento químico: entenda tudo sobre esse tema!
Veja com o Stoodi como fazer balenceamento químico!
A Lei da conservação das massas, criada por Lavoisier, diz que “na natureza nada se cria e nada se perde, tudo se transforma”. Sem dúvida você já ouviu essas palavras em algum momento da sua vida, na escola ou até mesmo em ditos populares.
Na Química, a Lei da conservação de massas é a base para o que conhecemos como balanceamento químico. Esse é um dos temas mais importantes quando falamos de Enem e outros vestibulares. Por isso, no artigo de hoje, vamos contar tudo sobre como fazer balanceamento químico. Confira!
O que é balanceamento químico?
O balanceamento de uma reação química é um recurso bastante utilizado na área, principalmente em Termoquímica, Cinética Química, Mistura de Soluções e Estequiometria. Por meio do balanceamento, é possível ter uma ideia da quantidade de matéria de cada um dos componentes envolvidos na equação.
De maneira mais simplificada, realizar o balanceamento químico de uma equação é conseguir igualar a quantidade de átomos daqueles elementos presentes nos reagentes da equação com a quantidade dos mesmos átomos presentes no produto.
Para chegar a esse resultado, utiliza-se o recurso de números inteiros, chamados de coeficientes, à esquerda da fórmula da substância, independentemente de ser no produto ou nos reagentes. Como convenção, utilizam-se sempre os menores números inteiros possíveis. No exemplo a seguir:
- aA + bB –> cC
Aqui, as letras minúsculas “a”, “b” e “c” correspondem aos coeficientes que tornam a equação balanceada. Esse tipo de representação facilita muito na hora de conferir se a própria equação faz sentido. Observe, por exemplo, a reação que indica a síntese da água:
- H2 + O2 –> H2O
Aqui, vemos que uma molécula de hidrogênio (composta por dois átomos) reage com outra molécula de oxigênio (também composta por dois átomos), formando então uma molécula de água (com dois átomos de hidrogênio e apenas um átomo de oxigênio).
Entretanto, essa equação contraria a Lei da Conservação de Massas, uma vez que temos dois átomos de oxigênio no reagente e apenas um átomo desse elemento no produto. Assim, balanceamos a equação para que a mesma seja escrita corretamente:
- 2H2 + O2 –> 2H2O
Isso significa que duas moléculas de hidrogênio reagem com uma molécula de oxigênio formando, então, duas moléculas de água. Escrita dessa maneira, a equação respeita a Lei da Conservação de Massas e passa, então, a fazer sentido.
Métodos de balanceamento de equações químicas
Fazer o balanceamento químico da equação de uma reação é um passo muito importante na estequiometria. Existem alguns métodos que ajudam a fazer o balanceamento químico. Os mais conhecidos são o método das tentativas e o método da oxirredução.
Método das tentativas
Este método é um dos mais utilizados e consiste, basicamente, na escolha arbitrária de coeficientes estequiométricos. Apesar de ser bastante simples, pode se tornar muito trabalhoso, principalmente se a equação for muito extensa. Para facilitar sua aplicação, é possível pensar em um roteiro que funciona da seguinte forma:
- Primeiro, atribuímos um coeficiente ao elemento que aparecer apenas uma única vez nas duas partes da equação, verificando a quantidade de átomos presentes em cada lado;
- Caso o primeiro passo se enquadre para mais de um elemento, deve-se dar preferência ao elemento que tiver o maior índice;
- Para igualar o número de átomos na equação, insere-se o índice de um deles como coeficiente de outro;
- Essa transposição deve seguir para cada um dos elementos até que o balanceamento esteja finalizado.
Por exemplo, vamos balancear a seguinte equação:
C2H6O + O2 –> CO2 + H2O
Aqui já é possível perceber que a quantidade de carbono nos reagentes e no produto difere uma da outra. Então, igualamos isso, colocando o índice de um como coeficiente do outro:
C2H6O + O2 –> 2CO2 + H2O
Agora partimos para a quantidade de hidrogênio. Nos reagentes temos 6 e, no produto, 2 hidrogênios. Multiplicando o H2O por 3, é fácil chegar aos 6 necessários para o balanceamento:
C2H6O + O2 –> 2CO2 + 3H2O
Por fim, o oxigênio. Enquanto temos 3 átomos do elemento nos reagentes, agora no produto são 7 átomos de oxigênio. Então, é necessário acertar o coeficiente de O2 nos reagentes para que a equação esteja, finalmente, balanceada. Assim, atribuindo um coeficiente 3 para O2, temos 7 átomos de oxigênio. Somado ao átomo já existente em C2H6O, chegamos aos mesmos 7 átomos de oxigênio presentes no produto.
Dessa forma, a equação balanceada fica assim:
C2H6O + 3O2 –> 2CO2 + 3H2O
*Lembre-se de que o coeficiente 1 não é escrito antes das substâncias, uma vez que sua presença já está subentendida.
Método de oxirredução
Como as reações de oxirredução abrangem a transferência de elétrons, balancear esse tipo de equação demanda um método que é baseado na variação do número Nox dos átomos presentes na reação. Por exemplo, quando precisamos balancear a seguinte reação:
HI + H2SO4 –> H2S + H2O + I2
A primeira coisa a se fazer é determinar o Nox de cada um dos elementos participantes da reação, verificar quais deles sofrem oxirredução e, então, calcular a variação:
HI + H2SO4 –> H2S + H2O + I2
Nox: H = +1 / I = -1 H= +1 / S = +6 / O = – 2 H= +1 / S = -2 H = +1 / O = -2 I = 0
Na reação, o enxofre sofre redução, passando de Nox +6 para Nox -2. Já o iodo é oxidado, sendo que seu Nox aumenta de -1 para 0.
O passo seguinte é determinar a variação total (Δ) tanto da oxidação quanto da redução. Para tanto, multiplica-se o valor correspondente da variação pela atomicidade:
Para oxidação:
- Variação = 1 (passagem de -1 para 0)
- Atomicidade = 1 (HI)
- Δ = 1 x 1 = 1
Já para redução, temos:
- Variação = 8 (saindo de +6 para -2_
- Atomicidade = 1 (H2SO4)
- Δ = 8 x 1 = 8
Então, o número obtido deve ser alocado como o coeficiente do elemento que sofreu o processo reverso. Ou seja, o número da variação da oxidação do iodo (1) corresponde ao coeficiente do H2SO4. Já o número obtido pela redução do enxofre (8) passa a ser o coeficiente do HI:
8HI + 1H2SO4 –> H2S + H2O + I2
A partir de agora, para balancear o restante da equação, é necessário utilizar o método das tentativas apresentado acima. Isso significa que a equação balanceada fica em:
8HI + 1H2SO4 –> H2S + 4H2O + 4I2
Balanceamento de reações químicas: leis
Além da já citada Lei da conservação de massas, o balanceamento químico é regido por mais duas leis muito importantes:
- Lei das proporções definidas: os produtos de uma reação são sempre proporcionais em massa aos reagentes. Ou seja, de 12g de carbono reagem com 36 de oxigênio, formando 48g de dióxido de carbono, a proporção pela metade também é verdadeira (6g de carbono + 18g de oxigênio = 24g de dióxido de carbono);
- Lei da proporção atômica: assim como a lei das proporções definidas, essa lei estabelece que os coeficientes devem satisfazer a atomicidade de cada uma das moléculas presentes nos dois lados da equação. Ou seja, é preciso de 3 moléculas de oxigênio (O2) para que seja possível formar 2 moléculas de ozônio (O3).
O balanceamento químico de uma equação é um dos passos mais importantes nos cálculos estequiométricos, que costumam aparecer muito nas provas do Enem e de outros vestibulares. Apesar de, a princípio, parecer complicado, realizar o balanceamento de uma equação química depende de uma boa dose de atenção aliada à aplicação das leis citadas acima.
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