Quando o alumínio é fundido e aquecido com óxido de bário sólido, BaO , uma reação vigorosa ocorre e o bário elementar fundido e óxido de alumínio sólido, \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}, são formados. Escreva a equação química para a reação.
\mathrm{Al}+\mathrm{BaO} \rightarrow \mathrm{Ba}+\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}

Passo 1

O enunciado descreve uma reação redox entre alumínio metálico e óxido de bário, formando bário metálico e óxido de alumínio. O conteúdo é balanceamento estequiométrico via método de semirreações (half-reactions), pois há transferência de elétrons entre as espécies.

Passo 2

Atribuímos estados de oxidação para identificar quem é oxidado e quem é reduzido:
  • Em \mathrm{Al} elementar, \mathrm{Al}(0) passa para \mathrm{Al}^{3+} no \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3}.
  • Em \mathrm{BaO}, o bário tem estado +2 e é reduzido a \mathrm{Ba}(0).

Passo 3

Escrevemos as semirreações eletrônicas e as balanceamos em elétrons:
Oxidação (alumínio):
\mathrm{Al} \to \mathrm{Al}^{3+} + 3\,e^{-}
Redução (bário):
\mathrm{Ba}^{2+} + 2\,e^{-} \to \mathrm{Ba}

Passo 4

Igualamos o número de elétrons trocados: o alumínio libera 3 e^{-}, o bário consome 2 e^{-}. O mínimo múltiplo comum é 6 e^{-}.
  • Multiplicamos a semirreação de oxidação por 2:
2\,\mathrm{Al} \to 2\,\mathrm{Al}^{3+} + 6\,e^{-}
  • Multiplicamos a semirreação de redução por 3:
3\,\mathrm{Ba}^{2+} + 6\,e^{-} \to 3\,\mathrm{Ba}
Somando-se, os elétrons se cancelam:
2\,\mathrm{Al} + 3\,\mathrm{Ba}^{2+} \to 2\,\mathrm{Al}^{3+} + 3\,\mathrm{Ba}

Passo 5

Reconstruímos os compostos originais: \mathrm{Ba}^{2+} vem de \mathrm{BaO} e \mathrm{Al}^{3+} vai para \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3}. Como cada \mathrm{BaO} fornece um oxigênio, usamos 3 \mathrm{BaO} para obter os 3 átomos de oxigênio do \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3}. Logo, a equação balanceada é
2\,\mathrm{Al} + 3\,\mathrm{BaO} \;\longrightarrow\; 3\,\mathrm{Ba} + \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3}.

Resposta

2\,\mathrm{Al} + 3\,\mathrm{BaO} \;\longrightarrow\; 3\,\mathrm{Ba} + \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3}

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