11- Faça o balanceamento das seguintes equações e indique quais podem classificar-se como reações de combinação, decomposição e/ou combustão:
a) \mathrm{Al}(\mathrm{s})+\mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{AlCl}_{3}(\mathrm{~s})
b) \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4}(g)+\mathrm{O}_{2}(g) \rightarrow \mathrm{CO}_{2}(g)+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(g)
c) \mathrm{Li}(\mathrm{s})+\mathrm{N}_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{Li}_{3} \mathrm{~N}(\mathrm{~s})
d) \mathrm{PbCO}_{3}(\mathrm{~s}) \rightarrow \mathrm{PbO}(\mathrm{s})+\mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g})
e) \mathrm{C}_{7} \mathrm{H}_{8} \mathrm{O}_{2}(l)+\mathrm{O}_{2}(g) \rightarrow \mathrm{CO}_{2}(g)+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(g)

Passo 1

O enunciado pede duas coisas para cada item (a)–(e): (1) balancear a equação química dada e (2) indicar se a reação pode ser classificada como combinação, decomposição e/ou combustão.
As equações fornecidas são:
\mathrm{Al}(\mathrm{s})+\mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{AlCl}_{3}(\mathrm{s}) (a)
\mathrm{C}_{2}\mathrm{H}_{4}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g})+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g}) (b)
\mathrm{Li}(\mathrm{s})+\mathrm{N}_{2}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{Li}_{3}\mathrm{N}(\mathrm{s}) (c)
\mathrm{PbCO}_{3}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{PbO}(\mathrm{s})+\mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g}) (d)
\mathrm{C}_{7}\mathrm{H}_{8}\mathrm{O}_{2}(\mathrm{l})+\mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g})+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g}) (e)
Informações relevantes que o enunciado dá: as fórmulas dos reagentes e produtos (incluindo gases diatômicos como \mathrm{O}_{2} e \mathrm{N}_{2}). A tarefa é apenas balancear e classificar; nada mais foi omitido.

Passo 2

Breve explicação do método que usaremos (inspeção) e definições úteis — isso é essencial pra você fazer rápido na prova.
  • Lei que usamos: conservação de massa — o número de átomos de cada elemento deve ser o mesmo antes e depois da reação.
  • Método de inspeção: escolhemos coeficientes inteiros (pequenos) na frente de fórmulas e vamos ajustando até que os números de átomos de cada elemento coincidam nos dois lados. Se aparecer uma fração, podemos multiplicar toda a equação por um inteiro para eliminar frações.
  • Atenção com espécies diatômicas: \mathrm{O}_{2}, \mathrm{N}_{2}, \mathrm{Cl}_{2} vêm como moléculas de dois átomos — isso influencia na contagem de átomos de oxigênio, nitrogênio, cloro.
    Definições de tipos de reação (para classificar):
  • Combinação (síntese): dois ou mais reagentes formam um único produto, por exemplo A + B \rightarrow AB.
  • Decomposição: um único composto se divide em duas ou mais substâncias, por exemplo AB \rightarrow A + B.
  • Combustão: reação de uma substância (normalmente orgânica, contendo C e H) com \mathrm{O}_{2} produzindo \mathrm{CO}_{2} e \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} (se houver H). Nem toda reação com \mathrm{O}_{2} é combustão, mas quando o padrão produto é \mathrm{CO}_{2} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} e o reagente contém C e H é combustão.

Passo 3

Item (a): balanceamento de \mathrm{Al}+\mathrm{Cl}_{2}\rightarrow\mathrm{AlCl}_{3}.
  1. Conte átomos inicialmente (coeficiente implícito 1): lado reagente: \mathrm{Al}=1, \mathrm{Cl}=2 (porque \mathrm{Cl}_{2}). lado produto: em \mathrm{AlCl}_{3} temos \mathrm{Al}=1, \mathrm{Cl}=3. Os cloros não batem (2 ≠ 3).
  2. Para igualar cloros, pense em um múltiplo comum de 2 e 3, que é 6. Para ter 6 átomos de Cl no produto precisamos de 2 moléculas de \mathrm{AlCl}_{3} (cada uma tem 3 Cl, então 2\times3=6). Colocando coeficiente 2 em \mathrm{AlCl}_{3} o produto tem \mathrm{Al}=2, \mathrm{Cl}=6.
  3. Agora ajuste alumínio no reagente para \mathrm{Al}=2 colocando coeficiente 2 em \mathrm{Al}. Reagente tem agora \mathrm{Al}=2, \mathrm{Cl}=2\times3=6 se colocarmos coeficiente 3 em \mathrm{Cl}_{2} (pois 3\times2=6). Assim: coeficientes 2 \mathrm{Al}, 3 \mathrm{Cl}_{2} dão produto 2 \mathrm{AlCl}_{3}.
  4. Verificação final: \mathrm{Al}: 2 = 2. \mathrm{Cl}: 3\times2=6 = 2\times3=6. Tudo balanceado.
  5. Classificação: um elemento ( \mathrm{Al}) e uma molécula diatômica ( \mathrm{Cl}_{2}) combinam para formar um único composto ( \mathrm{AlCl}_{3}) → reação de combinação (síntese).

Passo 4

Item (b): balanceamento de \mathrm{C}_{2}\mathrm{H}_{4}+\mathrm{O}_{2}\rightarrow\mathrm{CO}_{2}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}. (Combustão típica do eteno.)
  1. Conte átomos iniciais com coeficiente 1 implícito: reagente \mathrm{C}=2, \mathrm{H}=4, \mathrm{O}=2 (por \mathrm{O}_{2}). Produtos com coeficiente 1: \mathrm{CO}_{2} \mathrm{C}=1, \mathrm{O}=2; \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \mathrm{H}=2, \mathrm{O}=1.
  2. Balanceie carbono primeiro: são 2 carbonos no reagente, logo precisamos de 2 moléculas de \mathrm{CO}_{2} (cada uma tem 1 C). Coloque coeficiente 2 em \mathrm{CO}_{2}. Agora produtos têm \mathrm{C}=2.
  3. Balanceie hidrogênio: reagente tem 4 H, cada \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} tem 2 H, então precisamos de 2 \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} (pois 2\times2=4). Coloque coeficiente 2 em \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.
  4. Agora conte oxigênios no lado produto: \mathrm{O} em produtos = dos 2 \mathrm{CO}_{2} temos 2\times2=4 átomos de O; dos 2 \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} temos 2\times1=2 átomos de O; total 4+2=6 átomos de O. Cada \mathrm{O}_{2} traz 2 átomos de O, então precisamos de 6/2=3 moléculas de \mathrm{O}_{2}. Coloque coeficiente 3 em \mathrm{O}_{2}.
  5. Verificação final: \mathrm{C}:2=2. \mathrm{H}:4=2\times2=4. \mathrm{O}:3\times2=6=2\times2+2\times1=6. Tudo conferido.
  6. Classificação: reagente orgânico contendo C e H reage com \mathrm{O}_{2} formando \mathrm{CO}_{2} e \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} → reação de combustão.

Passo 5

Item (c): balanceamento de \mathrm{Li}+\mathrm{N}_{2}\rightarrow\mathrm{Li}_{3}\mathrm{N}.
  1. Conte átomos com coeficiente 1 implícito: reagente \mathrm{Li}=1, \mathrm{N}=2 (porque \mathrm{N}_{2}); produto \mathrm{Li}_{3}\mathrm{N} tem \mathrm{Li}=3, \mathrm{N}=1. Nitrogênio e lítio não batem.
  2. Para igualar nitrogênios (2 no reagente, 1 no produto) pense em produzir 2 unidades de \mathrm{Li}_{3}\mathrm{N} no produto; então \mathrm{N} no produto será 2 (porque 2\times1=2), igual ao \mathrm{N}_{2} do reagente. Coloque coeficiente 2 em \mathrm{Li}_{3}\mathrm{N}.
  3. Agora ajuste lítio: 2 unidades de \mathrm{Li}_{3}\mathrm{N} contêm 2\times3=6 átomos de \mathrm{Li}, então precisamos de 6 átomos de \mathrm{Li} do lado reagente — coloque coeficiente 6 em \mathrm{Li}.
  4. Verificação: \mathrm{Li}:6=2\times3=6. \mathrm{N}:1\times2=2=2 do reagente. Tudo OK.
  5. Classificação: elementos \mathrm{Li} e \mathrm{N}_{2} formam um único composto \mathrm{Li}_{3}\mathrm{N} → reação de combinação.

Passo 6

Item (d): balanceamento de \mathrm{PbCO}_{3}\rightarrow\mathrm{PbO}+\mathrm{CO}_{2}.
  1. Conte átomos com coeficiente 1 implícito: reagente possui \mathrm{Pb}=1, \mathrm{C}=1, \mathrm{O}=3. Produtos: \mathrm{PbO} tem \mathrm{Pb}=1, \mathrm{O}=1; \mathrm{CO}_{2} tem \mathrm{C}=1, \mathrm{O}=2. Somando oxigênios nos produtos: 1+2=3. Portanto já está balanceado com coeficientes todos iguais a 1.
  2. Classificação: um composto único se decompõe em dois produtos → reação de decomposição.

Passo 7

Item (e): balanceamento de \mathrm{C}_{7}\mathrm{H}_{8}\mathrm{O}_{2}+\mathrm{O}_{2}\rightarrow\mathrm{CO}_{2}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}. (Combustão completa de um composto orgânico com fórmula \mathrm{C}_{7}\mathrm{H}_{8}\mathrm{O}_{2}.)
  1. Balanceie carbono: reagente tem 7 átomos de C, logo são necessários 7 \mathrm{CO}_{2} no produto. Coloque coeficiente 7 em \mathrm{CO}_{2}.
  2. Balanceie hidrogênio: reagente tem 8 H, cada \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} tem 2 H, então precisamos de 4 \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} (porque 4\times2=8). Coloque coeficiente 4 em \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.
  3. Agora conte oxigênios nos produtos: dos 7 \mathrm{CO}_{2} vêm 7\times2=14 átomos de O; dos 4 \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} vêm 4\times1=4 átomos de O; total 14+4=18 átomos de O no lado produto. O reagente orgânico \mathrm{C}_{7}\mathrm{H}_{8}\mathrm{O}_{2} já fornece 2 desses oxigênios internamente. Portanto precisamos que o \mathrm{O}_{2} forneça os outros 18-2=16 átomos de O. Como cada \mathrm{O}_{2} tem 2 átomos, precisamos de 16/2=8 moléculas de \mathrm{O}_{2}. Coloque coeficiente 8 em \mathrm{O}_{2}.
  4. Verificação final: C: 7=7. H: 8=4\times2=8. O: reagente total 2 + 8\times2 = 2 + 16 = 18; produto 7\times2 + 4\times1 = 14 + 4 = 18. Tudo balanceado.
  5. Classificação: composto orgânico contendo C e H reage com \mathrm{O}_{2} e produz \mathrm{CO}_{2} e \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} → reação de combustão.

Passo 8

Dicas rápidas para a prova (pra ficar na mão se der aperto):
  • Sempre balanceie primeiro C, depois H, depois O (quando houver compostos orgânicos com \mathrm{O}_{2}).
  • Para reagentes/produtos diatômicos ( \mathrm{O}_{2}, \mathrm{N}_{2}, \mathrm{Cl}_{2}), pense em pares de átomos: às vezes é preciso usar o MMC (mínimo múltiplo comum) para igualar.
  • Se ficar com fracções (ex.: 1/2 \mathrm{O}_{2}), multiplica toda a equação por 2 para limpar frações.

Resposta

a) \;2\\ \mathrm{Al}(\mathrm{s})+3\\ \mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{g})\rightarrow2\\ \mathrm{AlCl}_{3}(\mathrm{s}) — combinação
b) \; \mathrm{C}_{2}\mathrm{H}_{4}(\mathrm{g})+3\\ \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g})\rightarrow2\\ \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g})+2\\ \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g}) — combustão
c) \;6\\ \mathrm{Li}(\mathrm{s})+\mathrm{N}_{2}(\mathrm{g})\rightarrow2\\ \mathrm{Li}_{3}\mathrm{N}(\mathrm{s}) — combinação
d) \; \mathrm{PbCO}_{3}(\mathrm{s})\rightarrow\mathrm{PbO}(\mathrm{s})+\mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g}) — decomposição
e) \; \mathrm{C}_{7}\mathrm{H}_{8}\mathrm{O}_{2}(\mathrm{l})+8\\ \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g})\rightarrow7\\ \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g})+4\\ \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g}) — combustão

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