Balanceamento de Equações Químicas: Métodos e Exemplos
O balanceamento de equações químicas implica que todos os elementos presentes nesta equação tenham o mesmo número de átomos em cada lado. Para conseguir isto, é necessário usar os métodos de balanceamento para atribuir os coeficientes estequiométricos adequados para cada espécie presente na reação.
Uma equação química é a representação, por meio de símbolos, do que acontece no curso 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 um produto.
Ao descrever uma equação química, deve-se considerar o seguinte: Primeiro, as substâncias reagentes são escritas no lado esquerdo da equação, seguidas por uma seta unidirecional ou duas setas horizontais opostas, dependendo do tipo de reação que é realizada. capa
Métodos de balanceamento de equações químicas
Tomando como base que os reagentes e produtos são conhecidos, e que suas fórmulas são corretamente expressas no lado que lhes corresponde, procedemos ao equilíbrio das equações de acordo com os seguintes métodos.
Balanceamento de equações químicas por tentativa e erro (também chamado por inspeção ou julgamento)
É baseado na estequiometria da reação e tenta tentar com diferentes coeficientes para balancear a equação, desde que sejam escolhidos os menores números inteiros possíveis, com os quais o mesmo número de átomos de cada elemento seja obtido 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, já que alterar os subscritos das fórmulas alteraria a identidade do composto em questão.
Conte e compare
Depois de ter identificado cada elemento da reação e colocá-lo no lado correto, passamos a contar e comparar o número de átomos de cada elemento presente na equação e determinar aqueles que devem ser balanceados.
Então, continuamos com o balanceamento de cada elemento (um de cada vez), colocando coeficientes inteiros precedendo cada fórmula que contém elementos desequilibrados. Geralmente os elementos metálicos são balanceados primeiro, depois os elementos não metálicos e finalmente os átomos de oxigênio e hidrogênio.
Desta forma, cada coeficiente multiplica todos os átomos da fórmula anterior; assim, enquanto um elemento é equilibrado, os outros podem desequilibrar, mas isso é corrigido à medida que a reação é equilibrada.
Finalmente, é corroborado por uma última contagem que toda a equação está corretamente balanceada, isto é, 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 devem ser resolvidas.
Primeiro, um elemento específico da reação é tomado como referência e os coeficientes são colocados como letras (a, b, c, d ...), que representam os desconhecidos, de acordo com os átomos existentes naquele elemento em cada molécula (se uma espécie não contém esse elemento é colocado "0").
Depois de obter esta primeira equação, as equações para os outros elementos presentes na reação são determinadas; Haverá tantas equações quanto elementos nessa reação.
Finalmente, os desconhecidos são determinados por um dos métodos algébricos de redução, equalização ou substituição e os coeficientes que resultam na equação corretamente balanceada são obtidos.
Balanceamento de equações redox (método íon-elétron)
Primeiro, a reação geral (desequilibrada) é colocada em sua forma iônica. Então esta equação é dividida em duas meias-reações, a oxidação e a redução, cada uma balanceando de acordo com o número de átomos, seu tipo e suas cargas.
Por exemplo, para reações que ocorrem em um meio ácido, as moléculas de H2O são adicionadas para equilibrar os átomos de oxigênio e H + é adicionado para equilibrar os átomos de hidrogênio.
Em contraste, em um meio alcalino, um número igual de íons OH é adicionado aos dois lados da equação para cada íon H +, e onde os íons H + e OH- se juntam para formar moléculas de H 2 O.
Adicionar elétrons
Então você deve adicionar quantos elétrons forem necessários para equilibrar as cargas, depois de equilibrar o assunto em cada meia reação.
Após o rolamento de cada meia-reação, estes são adicionados e culminados pelo balanceamento da equação final por tentativa e erro. Caso haja uma diferença no número de elétrons das duas meias reações, um ou ambos devem ser multiplicados por um coeficiente igual a esse número.
Finalmente, deve ser corroborado que a equação compreende o mesmo número de átomos e o mesmo tipo de átomos, além de ter as mesmas cargas em ambos os lados da equação global.
Exemplos de balanceamento de equações químicas
Primeiro exemplo
Esta é uma animação de uma equação química balanceada. O pentóxido de fósforo e a água são convertidos em ácido fosfórico.
P4O10 + 6 H2O - 4H3PO4 (-177 kJ).
Segundo exemplo
Você tem a reação de combustão do etano (desequilibrado).
C 2 H 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O
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, começamos equilibrando o carbono, adicionando um coeficiente estequiométrico que o acompanha no lado dos produtos.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + H 2 O
Carbono tem sido equilibrado em ambos os lados, então passamos a equilibrar o hidrogênio, adicionando um três para a molécula de água.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Finalmente, uma vez que existem sete átomos de oxigênio no lado direito da equação e 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).
C 2 H 6 + 7 / 2O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Então verifica-se que em cada lado da equação há 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 (desbalanceado e em sua forma iônica).
Fe2 + + Cr2O7 2- → Fe3 + + Cr3 +
Usando o método de elétrons iônicos para seu balanceamento, ele é dividido em duas meias-reações.
Oxidação: Fe2 + → Fe3 +
Redução: Cr 2 O 7 2- → Cr3 +
Como os átomos de ferro já estão equilibrados (1: 1), um elétron é adicionado ao lado dos produtos para equilibrar a carga.
Fe2 + → Fe3 + + e-
Agora os átomos de Cr são balanceados, adicionando dois ao lado direito da equação. Então, quando a reação ocorre em meio ácido, sete moléculas de H 2 O são adicionadas ao lado dos produtos para equilibrar os átomos de oxigênio.
Cr 2 O 7 2- → 2Cr 3 + + 7H 2 O
Para equilibrar os átomos de H, são adicionados catorze íons H + no lado dos reagentes e, depois de equalizar o material, as cargas são equilibradas pela adição de seis elétrons do mesmo lado.
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e- → 2Cr 3 + + 7H 2 O
Finalmente, ambas as semi-reações são adicionadas, mas como há apenas um elétron na reação de oxidação, tudo isso deve ser multiplicado por seis.
6Fe2 + + Cr2 O7 2- + 14H + + 6e- → Fe3 + + 2Cr3 + + 7H2O + 6e-
Finalmente, os elétrons devem ser eliminados em ambos os lados da equação iônica global, verificando se sua carga e matéria estão corretamente balanceadas.
