Balanceie as equações por oxirredução
\mathrm{Mg}+\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{MgCl}_{2}+\mathrm{H}_{2}

Passo 1

O enunciado pede para balancear a reação química dada. A equação fornecida é:
\mathrm{Mg} + \mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{MgCl}_{2} + \mathrm{H}_{2}
Informações importantes que o enunciado dá:
  • Reagentes: \mathrm{Mg} e \mathrm{HCl}.
  • Produtos: \mathrm{MgCl}_{2} e \mathrm{H}_{2}.
  • Precisamos encontrar os coeficientes estequiométricos inteiros que tornam a equação balanceada (mesmo número de átomos de cada elemento em ambos os lados e conservação de carga quando apropriado).

Passo 2

Vamos contar quantos átomos de cada elemento aparecem em cada lado na equação não balanceada para ver o que está errado inicialmente.
Contagem inicial:
  • Lado dos reagentes:
    \mathrm{Mg}: 1 átomo \
    \mathrm{H}: 1 átomo (em \mathrm{HCl}) \
    \mathrm{Cl}: 1 átomo (em \mathrm{HCl})
  • Lado dos produtos:
    \mathrm{Mg}: 1 átomo (em \mathrm{MgCl}_2) \
    \mathrm{H}: 2 átomos (em \mathrm{H}_2) \
    \mathrm{Cl}: 2 átomos (em \mathrm{MgCl}_2)
Observação: \mathrm{Mg} já aparece com 1 átomo em ambos os lados, mas \mathrm{H} e \mathrm{Cl} estão desbalanceados (1 à esquerda vs 2 à direita). Então precisamos ajustar coeficientes envolvendo \mathrm{HCl}.

Passo 3

Agora vamos usar a ideia de transferência de elétrons (meio didático passo a passo): determinamos como mudam os estados (números) dos elementos para ver quem perde e quem ganha elétrons. Primeiro, atribuímos números de oxidação (uma forma prática para ver transferência de elétrons):
  • Em \mathrm{Mg} elementar: número de oxidação de \mathrm{Mg} é 0.
  • Em \mathrm{MgCl}_2: \mathrm{Cl} costuma ter -1, então \mathrm{Mg} tem +2 (porque +2 + 2\cdot(-1)=0).
  • Em \mathrm{HCl}: \mathrm{H} tem +1 e \mathrm{Cl} tem -1.
  • Em \mathrm{H}_2: \mathrm{H} elementar tem 0.
Com isso:
  • \mathrm{Mg} vai de 0 para +2: perdeu elétrons (oxidação).
  • \mathrm{H} em \mathrm{HCl} vai de +1 para 0 em \mathrm{H}_2: ganhou elétrons (redução).
  • \mathrm{Cl} permanece -1: não muda (é íon espectador no processo ácido).

Passo 4

Escrevemos as semirreações (meio-reações) em forma iônica para ver exatamente quantos elétrons são transferidos.
Semirreação de oxidação (magnésio perde elétrons):
\mathrm{Mg} \rightarrow \mathrm{Mg}^{2+} + 2e^-
Explicação: o magnésio neutro vira íon \mathrm{Mg}^{2+}, então libera 2 elétrons.
Semirreação de redução (íon hidrogênio ganha elétrons formando H2). Em solução ácida, o próton é \mathrm{H}^+, então:
2\mathrm{H}^+ + 2e^- \rightarrow \mathrm{H}_2
Explicação: dois prótons ( 2\mathrm{H}^+) recebem juntos 2 elétrons para formar uma molécula de hidrogênio diatômico.

Passo 5

Agora combinamos as duas semirreações de modo que os elétrons se cancelem. Aqui ambas envolvem 2e^-, então podemos somá-las diretamente:
\mathrm{Mg} \rightarrow \mathrm{Mg}^{2+} + 2e^-
2\mathrm{H}^+ + 2e^- \rightarrow \mathrm{H}_2
Somando e cancelando 2e^-:
\mathrm{Mg} + 2\mathrm{H}^+ \rightarrow \mathrm{Mg}^{2+} + \mathrm{H}_2

Passo 6

Passamos da forma iônica para a forma molecular da equação original, reintroduzindo os contra-íons \mathrm{Cl}^- (que na prática vêm de \mathrm{HCl}) para formar \mathrm{MgCl}_2 e \mathrm{HCl}:
  • Se temos \mathrm{Mg}^{2+} no produto, ele se combina com 2\mathrm{Cl}^- para dar \mathrm{MgCl}_2.
  • Os 2\mathrm{H}^+ vêm de 2 moléculas de \mathrm{HCl} (cada \mathrm{HCl} fornece um \mathrm{H}^+ e um \mathrm{Cl}^-).
Portanto a equação molecular fica:
\mathrm{Mg} + 2\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{MgCl}_2 + \mathrm{H}_2

Passo 7

Verificação final — conferindo átomos e cargas:
  • Átomos:
    Lado dos reagentes: \mathrm{Mg}:1, \mathrm{H}:2 (em 2\mathrm{HCl}), \mathrm{Cl}:2 (em 2\mathrm{HCl}). \
    Lado dos produtos: \mathrm{Mg}:1 (em \mathrm{MgCl}_2), \mathrm{H}:2 (em \mathrm{H}_2), \mathrm{Cl}:2 (em \mathrm{MgCl}_2).
  • Carga: ambos os lados neutros como esperado (espécies moleculares formam compostos neutros).
Tudo confere — a equação está balanceada com coeficientes inteiros mínimos.

Resposta

\mathrm{Mg} + 2\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{MgCl}_{2} + \mathrm{H}_{2}

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