- Uma amostra de minerıo de Ierro contem
juntamente com outras substancias. A reaçao do minério com CO produz ferro metálico:
a) Balanceie a equação acima.
Passo 1
O enunciado dá a seguinte reação química (vou escrever exatamente como foi dada):
O que a questão pede:
- Balancear essa equação química, ou seja, escolher coeficientes inteiros mínimos para os reagentes e produtos de modo que a quantidade de cada átomo seja conservada.
Informações relevantes dadas:
- Reagentes:
e . - Produtos:
e .
Passo 2
Estratégia básica (conservação de átomos): numa reação química, o número de átomos de cada elemento antes da reação deve ser igual ao número depois. Para aplicar isso de forma sistemática, atribuímos coeficientes desconhecidos inteiros aos reagentes e produtos.
Defino coeficientes (cada variável é o coeficiente estequiométrico inteiro à frente da espécie química):
A equação com coeficientes fica simbolicamente:
Passo 3
Escrevendo as equações de conservação de átomos (uma para cada elemento presente: Fe, O, C).
- Ferro (Fe): cada molécula de
tem 2 átomos de Fe, e o produto tem átomos de Fe. Logo
- Carbono (C): cada
tem 1 C e cada tem 1 C. Logo
- Oxigênio (O):
traz 3 átomos de O por unidade, traz 1 O por unidade; no produto tem 2 O por unidade. Assim
Passo 4
Resolver o sistema de equações que montamos.
Das primeiras duas igualdades:
Substituindo
na equação do oxigênio:
Portanto
. Como procuramos os menores coeficientes inteiros positivos, escolhemos
(o menor inteiro positivo possível), daí:
Esses valores satisfazem todas as equações de conservação de átomos; são os menores inteiros positivos que funcionam.
Passo 5
Interpretação redox (aula rápida para entender por que dá certo): a reação é uma redução do ferro e oxidação do monóxido de carbono.
- Atribuindo números de oxidação:
- Cada átomo de
recebe 3 elétrons para virar . Em há 2 átomos de Fe (ou seja, ganho total de 6 elétrons). - Cada átomo de C em
perde 2 elétrons para virar o C de . Para fornecer 6 elétrons são necessários 3 átomos de C (ou seja, 3 moléculas de ). - Assim combina-se 1 mol de
com 3 mol de para equilibrar a troca de elétrons — isso confirma o resultado algébrico obtido.
Dica prática para prova: primeiro equilibrar metais e não-metais independentes (aqui Fe e C), depois ajustar oxigênios; ou usar a técnica de meia-reação para reações de oxirredução. Sempre finalize escolhendo os menores inteiros possíveis.