Equilíbrio de equações químicas: métodos e exemplos

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

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

Equilíbrio de equações químicas: métodos e exemplos 1

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

Métodos de balanceamento de equações químicas

Tomando como base que os reagentes e produtos são conhecidos e que suas fórmulas são expressas corretamente no lado correspondente, as equações são balanceadas de acordo com os seguintes métodos.

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

É baseado na estequiometria da reação e tenta tentar diferentes coeficientes para equilibrar a equação, desde que sejam escolhidos os menores inteiros possíveis com os quais o mesmo número de átomos de cada elemento seja obtido nos dois 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 subíndices das fórmulas forem alterados, a identidade do composto será alterada em questão.

Contar e comparar

Depois de identificar 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 equilibrados.

Em seguida, continue equilibrando cada elemento (um de cada vez), colocando coeficientes inteiros que precedem cada fórmula que contém elementos desequilibrados. Normalmente, os elementos metálicos são primeiro balanceados, depois os elementos não metálicos e, finalmente, os átomos de oxigênio e hidrogênio.

Assim, cada coeficiente multiplica todos os átomos da fórmula anterior; portanto, ao equilibrar um elemento, os outros podem ser desequilibrados, mas isso é corrigido à medida que a reação é equilibrada.

Finalmente, é corroborado por uma contagem final que toda a equação está corretamente equilibrada, ou seja, que ela obedece à lei de conservação da matéria.

Balanceamento algébrico de equações químicas

Para usar esse método, é estabelecido um procedimento 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 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 outros elementos presentes na reação; Haverá tantas equações quanto houver elementos nessa reação.

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

Equilíbrio de equações redox (método íon-elétron)

Primeiro, a reação geral (desequilibrada) é colocada em sua forma iônica. Essa equação é então 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 as reacções que ocorrem em meio ácido, as moléculas são adicionados H 2 O para equilibrar os átomos de oxigénio é adicionado e H + para equilibrar os átomos de hidrogénio.

No entanto, em meio alcalino, um número igual de iões OH é adicionado em ambos os lados da equação por cada ião H + iões H que surgem e + e OH são unidas para formar moléculas de H 2 O.

Adicionar elétrons

Então você deve adicionar quantos elétrons forem necessários para equilibrar as cargas, depois de equilibrar a matéria em cada semi-reação.

Depois de equilibrar cada semi-reação, elas são adicionadas e culminam com o equilíbrio da equação final pela pontuação. Se houver uma diferença no número de elétrons das duas meias-reações, um ou ambos devem ser multiplicados por um coeficiente que seja igual a esse número.

Finalmente, deve-se corroborar que a equação compreende a mesma quantidade de átomos e o mesmo tipo desses, além de ter as mesmas cargas nos dois lados da equação global.

Exemplos de balanceamento de equações químicas

Primeiro exemplo

Equilíbrio de equações químicas: métodos e exemplos 2

Fonte: wikimedia.org Autor: Ephert.

Esta é uma animação de uma equação química balanceada. O pentóxido de fósforo e a água tornam-se ácido fosfórico.

P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 (-177 kJ).

Segundo exemplo

Existe a reação de combustão do etano (desequilibrada).

C 2 H 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O

Utilizando o método de pontuação 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 dois como coeficiente estequiométrico que o acompanha na lateral dos produtos.

C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + H 2 O

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

C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O

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

C 2 H 6 + 7/2 O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O

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

Ocorre a oxidação do ferro pelos íons dicromato em meio ácido (desequilibrado e em sua forma iônica).

Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- → Fe 3+ + Cr 3+

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

Oxidação: Fe 2+ → Fe 3+

Redução: Cr 2 O 7 2- → Cr 3+

Como os átomos de ferro já estão balanceados (1: 1), um elétron é adicionado ao lado dos produtos para equilibrar a carga.

2+ → Fe 3+ + e

Os átomos de Cr agora estão equilibrados, adicionando dois ao lado direito da equação. Em seguida, dada a reacção em meio ácido, sete moléculas são adicionados H 2 O no lado dos produtos para equilibrar os átomos de oxigénio.

Cr 2 O 7 2- → 2Cr 3+ + 7H 2 O

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

Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e → 2Cr 3+ + 7H 2 O

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

6Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e → Fe 3+ + 2Cr 3+ + 7H 2 O + 6e

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

Referências

  1. Chang, R. (2007). Química (9a ed). McGraw-Hill
  2. Hein, M. e Arena, S. (2010). Fundamentos de Química da Faculdade, Alternate. Recuperado de books.google.co.ve
  3. Tuli, GD e Soni, PL (2016). A linguagem da química ou das equações químicas. Recuperado de books.google.co.ve
  4. Publicação rápida. (2015). Equações e respostas da química (guias rápidos do estudo). Recuperado de books.google.co.ve

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