Balanceamento de equações químicas: métodos e exemplos - Ciência - 2023

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o balanceamento de equações químicas implica que todos os elementos presentes nesta equação têm o mesmo número de átomos em cada lado. Para conseguir isso, é necessário usar os métodos de balanceamento para atribuir os coeficientes estequiométricos apropriados para cada espécie presente na reação.

Uma equação química é a representação, por símbolos, do que acontece no decorrer de uma reação química entre duas ou mais substâncias. Os reagentes interagem entre si e, dependendo das condições de reação, um ou mais compostos diferentes serão obtidos como produto.

Ao descrever uma equação química, o seguinte deve ser levado em consideração: primeiro os reagentes são escritos no lado esquerdo da equação, seguidos por uma seta unilateral ou duas setas horizontais opostas, dependendo do tipo de reação realizada. capa.

Métodos de equilíbrio de equações químicas

Partindo do princípio de que os reagentes e produtos são conhecidos, e que as suas fórmulas estão correctamente expressas no lado que lhes corresponde, as equações são balanceadas de acordo com os seguintes métodos.

Balanceamento de equações químicas por tentativa e erro (também chamado de inspeção ou tentativa e erro)

Baseia-se na estequiometria da reação e trata-se de tentar com diferentes coeficientes para equilibrar a equação, desde que sejam escolhidos os menores inteiros possíveis com os quais se obtém o mesmo número de átomos de cada elemento em ambos os lados. da reação.

O coeficiente de um reagente ou produto é o número que precede sua fórmula, e é o único número que pode ser alterado ao balancear uma equação, pois se os índices das fórmulas forem alterados, a identidade do composto será alterada. em questão.

Conte e compare

Depois de identificar cada elemento da reação e colocá-lo do lado correto, passamos a contar e comparar o número de átomos de cada elemento presente na equação e determinar aqueles que devem ser balanceados.

Em seguida, o equilíbrio de cada elemento é continuado (um de cada vez), colocando coeficientes inteiros precedendo cada fórmula que contém elementos desequilibrados. Normalmente os elementos metálicos são equilibrados primeiro, depois os elementos não metálicos e, por último, os átomos de oxigênio e hidrogênio.

Assim, cada coeficiente multiplica todos os átomos na fórmula anterior; portanto, enquanto um elemento está equilibrado, os outros podem ficar desequilibrados, mas isso é corrigido quando a reação é equilibrada.

Finalmente, é confirmado por uma última contagem que toda a equação está corretamente balanceada, ou seja, que obedece à lei da conservação da matéria.

Balanceamento algébrico de equações químicas

Para usar este método, um procedimento é estabelecido para tratar os coeficientes das equações químicas como incógnitas do sistema que deve ser resolvido.

Em primeiro lugar, um elemento específico da reação é tomado como referência e os coeficientes são colocados como letras (a, b, c, d ...), que representam as incógnitas, de acordo com os átomos existentes desse elemento em cada molécula (se uma espécie não contém esse elemento é colocado "0").

Após a obtenção desta primeira equação, são determinadas as equações para os demais elementos presentes na reação; haverá tantas equações quantos forem os elementos dessa reação.

Finalmente, as incógnitas são determinadas por um dos métodos algébricos de redução, equalização ou substituição e são obtidos os coeficientes que resultam na equação corretamente balanceada.

Balanceamento de equações redox (método íon-elétron)

A reação geral (desequilibrada) é colocada primeiro em sua forma iônica. Em seguida, essa equação é dividida em duas semi-reações, a oxidação e a redução, equilibrando cada uma de acordo com o número de átomos, seu tipo e suas cargas.

Por exemplo, para reações que ocorrem em um meio ácido, moléculas de H são adicionadas₂Ou para equilibrar os átomos de oxigênio e adicionar H⁺ para equilibrar os átomos de hidrogênio.

Por outro lado, em um meio alcalino, um número igual de íons OH são adicionados^– em ambos os lados da equação para cada íon H⁺, e onde surgem os íons H⁺ e OH^– ligam-se para formar moléculas H₂OU.

Adicionar elétrons

Então, tantos elétrons quantos forem necessários devem ser adicionados para equilibrar as cargas, após equilibrar a matéria em cada meia-reação.

Após o balanceamento de cada meia-reação, eles são somados e a equação final é balanceada por tentativa e erro. Se houver uma diferença no número de elétrons nas duas semi-reações, uma ou ambas devem ser multiplicadas por um coeficiente igual a esse número.

Por fim, deve-se corroborar que a equação inclui o mesmo número de átomos e o mesmo tipo de átomos, além de possuir as mesmas cargas em ambos os lados da equação global.

Exemplos de equilíbrio de equações químicas

Primeiro exemplo

Esta é uma animação de uma equação química equilibrada. Pentóxido de fósforo e água são convertidos em ácido fosfórico.

P4O10 + 6 H2O → 4H3PO4 (-177 kJ).

Segundo exemplo

Você tem a reação de combustão do etano (desequilibrado).

C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂OU

Usando o método de tentativa e erro para equilibrá-lo, observa-se que nenhum dos elementos possui o mesmo número de átomos em ambos os lados da equação. Assim, começa-se equilibrando o carbono, adicionando um dois como coeficiente estequiométrico que o acompanha no lado dos produtos.

C₂H₆ + O₂ → 2CO₂ + H₂OU

O carbono foi balanceado em ambos os lados, então o hidrogênio é balanceado adicionando um três à molécula de água.

C₂H₆ + O₂ → 2CO₂ + 3H₂OU

Finalmente, uma vez que existem sete átomos de oxigênio no lado direito da equação e este é o último elemento a ser balanceado, o número fracionário 7/2 é colocado na frente da molécula de oxigênio (embora coeficientes inteiros sejam geralmente preferidos).

C₂H₆ + 7 / 2O₂ → 2CO₂ + 3H₂OU

Em seguida, verifica-se que em cada lado da equação existe o mesmo número de átomos de carbono (2), hidrogênio (6) e oxigênio (7).

Terceiro exemplo

A oxidação do ferro por íons dicromato ocorre em meio ácido (desequilibrado e na sua forma iônica).

Fé²⁺ + Cr₂OU₇^2- → Faith³⁺ + Cr³⁺

Usando o método íon-elétron para seu equilíbrio, ele é dividido em duas semi-reações.

Oxidação: Fe²⁺ → Faith³⁺

Redução: Cr₂OU₇^2- → Cr³⁺

Como os átomos de ferro já estão equilibrados (1: 1), um elétron é adicionado ao lado do produto para equilibrar a carga.

Fé²⁺ → Faith³⁺ + e^–

Agora os átomos de Cr estão equilibrados, adicionando um dois do lado direito da equação. Então, quando a reação ocorre em meio ácido, sete moléculas de H são adicionadas₂Ou no lado do produto para equilibrar os átomos de oxigênio.

Cr₂OU₇^2- → 2Cr³⁺ + 7H₂OU

Para equilibrar os átomos de H, quatorze íons de H são adicionados⁺ no lado do reagente e, depois de equalizar a matéria, as cargas são balanceadas adicionando seis elétrons do mesmo lado.

Cr₂OU₇^2- + 14H⁺ + 6e^– → 2Cr³⁺ + 7H₂OU

Finalmente, ambas as meias-reações são adicionadas, mas como há apenas um elétron na reação de oxidação, tudo isso deve ser multiplicado por seis.

6 Fe²⁺ + Cr₂OU₇^2- + 14H⁺ + 6e^– → Faith³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O + 6e^–

Finalmente, os elétrons de ambos os lados da equação iônica global devem ser eliminados, verificando se sua carga e matéria estão corretamente equilibradas.

Referências

Chang, R. (2007). Química. (9ª ed). McGraw-Hill.
Hein, M. e Arena, S. (2010). Fundamentos da química universitária, alternativo. Recuperado de books.google.co.ve
Tuli, G. D. e Soni, P. L. (2016). A linguagem da química ou equações químicas. Recuperado de books.google.co.ve
Publicação rápida. (2015). Equações e respostas de química (guias de estudo rápido). Recuperado de books.google.co.ve