- Métodos de equilíbrio de equações químicas
- Conte e compare
- Balanceamento algébrico de equações químicas
- Balanceamento de equações redox (método íon-elétron)
- Adicionar elétrons
- Exemplos de equilíbrio de equações químicas
- Segundo exemplo
- Terceiro exemplo
- Referências
As equações químicas de equilíbrio implicam que todos os elementos na 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 um produto.
Ao descrever uma equação química, o seguinte deve ser levado em consideração: primeiro os reagentes são escritos no lado esquerdo da equação, seguidos de uma seta unilateral ou duas setas horizontais opostas, dependendo do tipo de reação realizada. capa.
Métodos de equilíbrio de equações químicas
Baseia-se na estequiometria da reação e tenta tentar com diferentes coeficientes para equilibrar a equação, desde que sejam escolhidos os menores inteiros possíveis com os quais se obtenha 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 subscritos 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 se equilibra, os outros podem se tornar desequilibrados, mas isso é corrigido à medida que a reação se equilibra.
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 meio ácido, as moléculas são adicionadas H 2 O para equilibrar os átomos de oxigênio e H + para equilibrar os átomos de hidrogênio.
Por outro lado, em um meio alcalino, um número igual de íons OH - são adicionados a ambos os lados da equação para cada íon H +, e onde os íons H + e OH - surgem, eles se unem para formar moléculas de H 2 O.
Adicionar elétrons
Então, tantos elétrons quantos forem necessários devem ser adicionados para equilibrar as cargas, após equilibrar a matéria em cada meia-reação.
Depois que cada meia-reação foi balanceada, eles são somados e a equação final é balanceada por tentativa e erro. No caso de haver uma diferença no número de elétrons nas duas semi-reações, um ou ambos devem ser multiplicados por um coeficiente igual a este número.
Por fim, deve-se corroborar que a equação inclui 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 equilíbrio de equações químicas
Fonte: wikimedia.org. Autor: Ephert.
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).
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, começa-se equilibrando o carbono, adicionando um dois como coeficiente estequiométrico que o acompanha no lado do produto.
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 um três à molécula de água.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Finalmente, como há 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
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 por 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 seu equilíbrio, 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 equilibrados (1: 1), um elétron é adicionado ao lado do produto para equilibrar a carga.
Fe 2+ → Fe 3+ + e -
Agora os átomos de Cr estão equilibrados, adicionando um dois do lado direito da equação. Então, quando a reação ocorre em um meio ácido, sete moléculas de H 2 O são adicionadas no lado do produto para equilibrar os átomos de oxigênio.
Cr 2 O 7 2- → 2Cr 3+ + 7H 2 O
Para equilibrar os átomos de H, quatorze íons H + são adicionados ao lado do reagente e, após equalizar a matéria, as cargas são equilibradas adicionando seis elétrons ao mesmo lado.
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - → 2Cr 3+ + 7H 2 O
Finalmente, ambas as meias-reações são adicionadas, mas como há 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 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, GD e Soni, PL (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