Balanceie cada uma das seguintes equações:
Passo 1
O enunciado pede para balancear a equação química
Informações relevantes extraídas do enunciado:
- Reagentes:
, , . - Produto:
. - Átomos que aparecem e que precisam ser conservados (balanceados): ferro (
), oxigênio ( ) e hidrogênio ( ). - Objetivo: encontrar coeficientes estequiométricos inteiros na frente de cada espécie para que o número de cada tipo de átomo seja o mesmo nos dois lados da seta.
Passo 2
Vou usar um método algébrico sistemático: atribuir coeficientes desconhecidos às espécies e montar equações de conservação de átomos (uma equação para cada elemento). Esse método é bom porque funciona sempre e evita tentativas por inspeção quando a equação é um pouco mais elaborada.
Defino os coeficientes (todos não-negativos):
-
para (reagente), -
para (reagente), -
para (reagente), -
para (produto).
A equação com coeficientes fica:
Passo 3
Primeiro, conte quantos átomos de cada elemento existem por molécula (essa é uma habilidade básica e muito útil):
- Em
: há átomo de , átomos de (um em cada ) e átomos de . - Em
: há átomos de . - Em
: há átomo de e átomos de . - Em
: há átomo de , átomos de e átomos de .
Usando essas contagens, escrevemos uma equação de conservação para cada elemento.
Passo 4
Escrevendo as equações de conservação por elemento:
Ferro (
):
logo
Hidrogênio (
):
logo
Oxigênio (
):
logo
Passo 5
Use a relação simples
(da conservação do ferro) para eliminar
das outras equações. Substituindo
na equação do hidrogênio:
Agora isolamos
:
logo
Isso significa: para cada
moléculas de
, precisamos de
moléculas de
, se quisermos manter o hidrogênio balanceado.
Passo 6
Substituímos
e
na equação do oxigênio:
Substituindo
:
Some os termos em
:
Portanto:
Isolando
:
Logo
Passo 7
Temos as relações:
Para obter coeficientes inteiros, escolha o menor inteiro positivo
que anule denominadores: o denominador maior é
, então escolha
. Assim:
Verificação rápida (contagem de átomos):
- Ferro:
à esquerda ( ) e à direita ( ) — ok. - Hidrogênio: à esquerda
; à direita — ok. - Oxigênio: à esquerda
; à direita — ok.
Tudo bate.
Passo 8
Escrevendo a equação balanceada com os coeficientes encontrados: