Balanceamento de equações químicas

Qual é o equilíbrio de equações químicas?

O equilíbrio das equações químicas é uma operação matemática que é realizada para manter a lei da conservação da matéria nas reações. A matéria não é criada ou destruída. Portanto, o número de átomos antes e depois de uma reação química deve ser a mesma, tanto nos reagentes quanto nos produtos.

Para equilibrar uma equação química, você precisa contar os átomos antes e depois da flecha. Se os números coincidem, significa que a reação é equilibrada. Caso contrário, será necessário corresponder a esses números modificando os coeficientes estequiométricos por tentativa e erro, sendo este o método mais simples e intuitivo para equilíbrio.

Exemplo de balanceamento químico da reação entre metano e duas moléculas de oxigênio

Quando é equilibrado por tentativa e erro, é como se fossem removidos ou adicionados átomos em um dos dois lados do subbaja. Até que o subbaja não seja suspenso horizontalmente, a equação química não será completamente equilibrada. Não pode haver mais (criar matéria) ou menos átomos (destruir a matéria) de qualquer lado.

Exemplos de equilíbrio fácil de equações

Nos exemplos a seguir, você verá equações químicas equilibradas ou fáceis de equilibrar. Todos devem ter em comum que o número de átomos, para cada um dos elementos, seja o mesmo antes e depois da seta quando a equação química for equilibrada.

Oxidação de mercúrio

2hg +o₂  → Hg₂QUALQUER₂

Temos dois elementos: mercúrio (hg) e oxigênio (o). Expressamos o número de seus átomos antes (reagentes) e depois (produtos) da seta:

HG: 2 (esquerda) - 2 (direita)

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O: 2 (esquerda) - 2 (direita)

A equação é equilibrada porque hg átomos e ou são os mesmos nos dois lados da seta.

Combustão de hidrogênio

H₂ + QUALQUER₂  → h₂QUALQUER

Temos dois elementos novamente: hidrogênio (h) e oxigênio (O). Repetindo a etapa anterior:

H: 2 - 2

O: 2 - 1

No lado esquerdo, há um oxigênio mais do que na direita. Portanto, devemos adicionar outro oxigênio certo. Para fazer isso, modificamos os coeficientes estequiométricos, que são os números que acompanham e precedem as fórmulas. Se colocarmos um 2 na frente de H₂Ou vai nos dar:

H₂ + QUALQUER₂  → 2h₂QUALQUER

H: 2 - 4

O: 2 - 2

O oxigênio é equilibrado. Mas não hidrogênios. Você tem que adicionar dois hidrogênios agora à esquerda:

2h₂ + QUALQUER₂ → 2h₂QUALQUER

H: 4 - 4

O: 2 - 2

E a equação é finalmente equilibrada: o mesmo número de H e ou antes e depois da flecha.

Observe que coeficientes estequiométricos (2 para H₂ e 1 para o O₂) multiplique os subscritos das fórmulas. Essa multiplicação nos dará o número total de átomos para um elemento específico.

Redução de magnésio

Mg (não₃)₂  +  2li → mg +2linO₃

Avaliamos os números de átomos para cada elemento:

Mg: 1 - 1

Li: 2 - 2

N: 2 - 2

O: 6 - 6

A equação química já está equilibrada e não há necessidade de equilibrar.

Exercícios resolvidos

Antes de prosseguir para equilibrar qualquer equação, é sempre necessário confirmar se não está mais equilibrada. Dito isto, prosseguimos com o seguinte exercício:

Exercício 1

Equilibrado ou não?

Fé₂QUALQUER₃ + H₂O → Fé (OH)₃

Temos três elementos: ferro (fé), hidrogênio e oxigênio. Uma sugestão no momento das equações de equilíbrio é começar a contar os números de átomos do elemento menos abundante na equação; que geralmente é diferente de H e O. Assim, primeiro contamos os átomos da fé:

Pode atendê -lo: metil salicilato

Fé: 2 - 1

Subscrito 3 de (OH)₃ Não multiplique a fé à esquerda. Para H e O temos:

H: 2 - 3

O: 4 - 3

Todos os elementos estão desequilibrados.

Oscilante

Antes mesmo de equilíbrio H e O, devemos equilibrar os átomos da fé: o elemento menos abundante, pois não há 3 fé, ao contrário de 5 h e 7 ou 7 ou 7. Você tem que acrescentar, então, uma fé à direita:

Fé: 2 - 2

O que é igual a colocar um 2 como coeficiente estequiométrico na frente da fé (OH)₃. A equação permanecerá:

Fé₂QUALQUER₃ + H₂O → 2FE (OH)₃

Fé: 2 - 2

H: 2 - 6

O: 4 - 6

Mas o H e O ou continue desequilibrado. Um H₂Ou contribuir 2 h e não temos 4 h. Portanto, adicionaremos mais dois h₂Ou para nós termos três h₂QUALQUER:

Fé₂QUALQUER₃ + 3h₂O → 2FE (OH)₃

E avaliamos novamente:

Fé: 2 - 2

H: 6 - 6

O: 6 - 6

Observe como eles os estavam equilibrando quando uma vez equilibramos o H. A equação é finalmente equilibrada.

Exercício 2

Equilibrado ou não?

CH₄  +  QUALQUER₂  → co₂  +  H₂QUALQUER

Avaliamos o número de átomos para todos os elementos atuais:

C: 1 - 1

H: 4 - 2

O: 2 - 3

O carbono é equilibrado, mas o mesmo não acontece com hidrogênio e oxigênio. A equação está desequilibrada.

Oscilante

Como o C é equilibrado, não queremos modificar os coeficientes estequiométricos de CH₄ ou co₂. Pelo menos não em princípio.

Nós concentramos nossa atenção em H e O, especialmente em H. Porque? Porque ver a equação é mais fácil equilibrar h antes ou. Precisamos adicionar 2 h à direita, colocando um coeficiente 2 na frente de H₂QUALQUER:

CH₄  +  QUALQUER₂  → co₂  +  2h₂QUALQUER

C: 1 - 1

H: 4 - 4

O: 2 - 4

C e H são equilibrados. Ficamos 2 ou deixados. Se cada um ou₂ contribui 2 ou, adicionaremos um ou₂ extra para que tenham 4 ou à esquerda. É o mesmo que colocar um coeficiente 2 na frente do O₂:

Pode atendê -lo: óxido de enxofre

CH₄  +  2₂  → co₂  +  2h₂QUALQUER

C: 1 - 1

H: 4 - 4

O: 4 - 4

E a equação é finalmente equilibrada.

Exercício 3

Equilibrado ou não?

N₂ + H₂  → NH₃

Avaliamos para nossos dois elementos n e h:

N: 2 - 1

H: 2 - 3

A equação não é equilibrada.

Oscilante

Começamos equilibrar o n, o elemento diferente de H. Não temos um direito, e como todo NH₃ contribui 1 n, devemos adicionar outro NH₃ Ter 2 n:

N₂ + H₂  → 2NH₃

N: 2 - 2

H: 2 - 6

E agora estamos perdendo a esquerda. Se cada h₂ Contribua com 2 h para a equação, então devemos adicionar outros dois para que haja 6 h. É o mesmo que colocar um coeficiente estequiométrico 3 na frente de H₂:

N₂ + 3h₂  → 2NH₃

N: 2 - 2

H: 6 - 6

E a equação química é finalmente equilibrada.

Referências

1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). Cengage Learning.
2. Química Librettexts. (23 de novembro de 2020). Como escrever equações químicas equilibradas. Recuperado de: química.Librettexts.org
3. Wikipedia. (2020). Equação química. Recuperado de: em.Wikipedia.org
4. Princípios da química. (s.F.). Escrever e equilibrar equações químicas. [PDF]. Recuperado de: web.Ung.Edu
5. PHET. (s.F.). Balanceamento de equações químicas. Recuperado de: PHET.Colorado.Edu
6. Armando Marín b. (s.F.). Química geral: balanceamento de equações. [PDF]. Recuperado de: DePa.Fquim.Unam.mx