Estequiometria -

Escrevendo e Balanceando Equações Químicas

 


Reações Químicas e Equações Químicas

Com o conhecimento sobre as massas dos átomos e moléculas, vamos observar o que acontece aos átomos e moléculas em uma reação química, um processo no qual uma substância (ou substâncias) se transforma em uma ou mais substâncias novas. Para poderem se comunicar a respeito de reações químicas, os químicos estabeleceram um padrão para representá-las usando equações químicas. Uma equação química baseia-se no uso de símbolos químicos para demonstrar o que acontece durante uma reação química.


Escrevendo Equações Químicas

Vamos considerar o que acontece quando hidrogênio gasoso (H2) queima-se ao ar (que contém oxigênio, O2) para formar água (H2O) (Figura 1). Essa reação pode ser representada pela equação química:

 

H2 + O2 —> H2O

 

(Equação 1)

 


Figura 1. Reação química da formação da água.


Em que o símbolo "+" significa "reage com" e a seta significa "para formar". Assim, essa expressão simbólica pode ser lida do seguinte modo: "O hidrogênio molecular reage com o oxigênio molecular para formar água". Considera-se que a reação ocorra da esquerda para a direita conforme é indicado pela seta.

No entanto, a Equação 1 não está completa porque o número de átomos de oxigênio no lado esquerdo (dois) é igual ao dobro do número de átomos de oxigênio do lado direito (um) da seta. De acordo com a lei de conservação da massa, deve haver o mesmo número de cada tipo de átomos em ambos os lados da seta; isto é. devemos ter tantos átomos no final da reação quantos tínhamos antes dela se iniciar. Podemos balanceara Equação 1 colocando um coeficiente apropriado (2, nesse caso) na frente do H2 e da H2O:

 

2 H2 + O2 —> 2 H2O

 

 

 

(Equação 2)


Essa equação química balanceada mostra que duas moléculas de hidrogênio podem se combinar ou reagir com uma molécula de oxigênio para formar duas moléculas de água (Equação 2). Como a razão entre o número de moléculas é igual à razão entre o número de mols, a equação pode também ser lida desse modo: "2 mols de moléculas de hidrogênio reagem com 1 mol de moléculas de oxigênio para produzir 2 mols de moléculas de água". Conhecendo a massa de um mol de cada uma dessas substâncias, podemos também interpretar a equação como: "4,04 g de H2 reagem com 32,00 g de Opara gerar 36,04 g de H2O".

Referimo-nos ao He ao Ona Equação 2 como reagentes, ou seja, os materiais de partida em uma reação química. A água é o produto, ou a substância formada como resultado da reação química. Uma equação química é, então, a forma mais prática de um químico descrever uma reação. Por convenção, em uma equação química os reagentes são escritos do lado esquerdo da seta e os produtos, do lado direito da seta:

reagentes à produtos

Como informação adicional, os químicos frequentemente indicam os estados físicos dos reagentes e dos produtos usando as letras "g" para gás, "l" para líquido e "s" para sólido. Por exemplo:

2 CO(g) + O2(g) —> 2 CO2(g)

(Equação 3)


2 HgO(s) —> 2 Hg(l) + O2(g)

(Equação 4)


Para representarmos o que ocorre quando se dissolve cloreto de sódio (NaCl) em água. Escrevemos:

 

(Equação 5)


Em que "aq" designa o meio aquoso (ou seja, com água). A indicação H2O acima da seta, embora possa ser omitida para simplificação, simboliza o processo físico de dissolução de uma substância em água.


Balanceando Equações Químicas

Suponha que queiramos escrever uma equação para descrever uma reação química que acabamos de realizar no laboratório. Como devemos proceder? Como conhecemos as identidades dos reagentes, podemos escrever as suas fórmulas químicas. As identidades dos produtos são mais difíceis de estabelecer. Para o caso de reações simples, muitas vezes é possível prever qual(is) será(ão) o(s) produto(s). Para reações mais complexas, que envolvam três ou mais produtos, é necessário realizar testes adicionais a fim de comprovar a presença dos compostos específicos.

Uma vez identificados todos os reagentes e produtos da reação e tendo escrito corretamente as suas fórmulas, podemos agrupá-los na seqüência convencional - os reagentes, no lado esquerdo, separados dos produtos, no lado direito, por uma seta. A equação escrita desse modo pode não estar balanceada, ou seja, os números de cada tipo de átomo em ambos os lados da equação podem não ser os mesmos. Em geral. podemos balancear uma equação química de acordo com as seguintes etapas:

1. Identifique todos os reagentes e produtos e escreva as suas fórmulas corretas nos lados esquerdo e direito da equação, respectivamente.

2. Inicie o balanceamento da equação testando diferentes coeficientes até chegar ao mesmo número de átomos de cada elemento em ambos os lados da equação. Podemos mudar os coeficientes (números que precedem as fórmulas), mas não os subscritos (números presentes nas fórmulas). Alterar os subscritos significa mudar a identidade da substância. Por exemplo, 2 NOrepresenta “duas moléculas de dióxido de nitrogênio”, no entanto, se dobrarmos os subscritos, obteremos N2O4, que é a fórmula do tetróxido de dinitrogênio, um composto completamente diferente.

3. Primeiro, observe os elementos que aparecem apenas uma vez, e com igual número de átomos, em cada lado da equação: as fórmulas que contêm esses elementos devem ter o mesmo coeficiente. Não é necessário ajustar os coeficientes desses elementos nesse momento. Em seguida, observe os elementos que aparecem apenas uma vez, mas com números de átomos diferentes, em cada lado da equação. Efetue o balanceamento desses elementos. Finalmente, efetue o balanceamento dos elementos que aparecem em duas ou mais fórmulas de um mesmo lado da equação.

4. Confira se a equação está balanceada, certificando-se de que o número total de cada tipo de átomo em ambos os lados da seta da equação seja o mesmo.

Consideremos um exemplo específico (Figura 2). No laboratório, pequenas quantidades de oxigênio gasoso podem ser obtidas por aquecimento de clorato de potássio (KClO3). Os produtos da reação são: oxigênio gasoso (O2) e cloreto de potássio (KCl). Com essa informação, podemos escrever:

KClO3 —> KCl + O2

 

 

(Equação 6)

 

 


Figura 2. O cloreto de potássio aquecido produz oxigênio, que suporta a combustão do graveto.


(Para simplificarmos, podemos omitir os estados físicos dos reagentes e produtos.) Os três elementos (K, Cl e O) aparecem somente uma vez em cada lado da equação, mas apenas K e CI aparecem com igual número de átomos em ambos os lados. Assim, KClOe KCl devem ter o mesmo coeficiente. O passo seguinte consiste em igualar o número de átomos de oxigênio em ambos os lados da equação. Como há três átomos de oxigênio no lado esquerdo e dois átomos de oxigênio no lado direito da equação, podemos acertar os átomos de oxigênio colocando o número 2 antes do KClOe 3 antes do O2.

2 KClO3 —> KCl + 3 O2

 

 

(Equação 7)


Por fim, acertamos os átomos de K e Cl colocando o número 2 antes do KCl:

2 KClO3 —> 2 KCl + 3 O2

 

 

(Equação 8)


Observe que a reação poderia também ser balanceada com coeficientes que são múltiplos de 2 para o KClOe KCl, e múltiplos de 3 para o O2.

No entanto, no balanceamento de equações, geralmente usa-se sempre os menores números possíveis, a fim de se simplificar a representação da reação química.

 

Referência:

CHANG, Raymond - Química Geral - Conceitos Essenciais, 4 ed. ; São Paulo : McGraw-Hill, 2006

 

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