Determine os coeficientes estequiométricos das espécies quimicas em cada uma das reaçöés a seguir:
Passo 1
O enunciado dá a reação não balanceada
e pede: determinar os coeficientes estequiométricos (inteiros) de todas as espécies químicas nessa reação. Informações relevantes que temos: as fórmulas das espécies (número de átomos de C, H e O em cada uma) são dadas explicitamente na reação acima.
Passo 2
Vamos atribuir coeficientes estequiométricos desconhecidos para cada espécie. Chamo-os de
assim:
Significado físico de cada variável:
-
é o número de moléculas (moléculas/parcelas estequiométricas) do combustível . -
é o número de moléculas de consumidas. -
é o número de moléculas de formadas. -
é o número de moléculas de formadas.
Nosso objetivo é encontrar inteiros(preferencialmente os menores inteiros positivos) que satisfaçam a conservação de átomos.
Passo 3
Escrevemos as equações de conservação de átomos (C, H e O). Contagem de átomos por espécie:
- Para
: 38 átomos de C, 36 de H, 2 de O. - Para
: 2 átomos de O por molécula. - Para
: 1 átomo de C e 2 de O por molécula. - Para
: 2 átomos de H e 1 de O por molécula.
Agora escrevemos as equações:
Conservação de carbono (C):
Conservação de carbono (C):
Conservação de hidrogênio (H):
Conservação de oxigênio (O):
Nessas equações, o lado esquerdo vem dos reagentes e o direito dos produtos.
Passo 4
Resolvemos as equações simples para
e
em função de
.
Da conservação de carbono:
Da conservação de hidrogênio:
Agora já temos
e
expressos em termos de
.
Passo 5
Usamos essas expressões na equação de oxigênio para encontrar
.
A equação de oxigênio é
Substituindo
e
:
Calculamos o lado direito:
Portanto
Passo 6
Isolamos
:
Então todas as incógnitas em função de
são:
Passo 7
Escolhemos o menor
inteiro positivo que gere coeficientes inteiros mínimos. Tomando
(opção natural para representar 1 mol da molécula do combustível) obtemos:
Passo 8
Escrevemos a equação balanceada substituindo os coeficientes e verificamos rapidamente a contagem atômica final:
Reação balanceada proposta:
Reação balanceada proposta:
Verificação:
- Carbono:
(reagente) e (produtos) — OK. - Hidrogênio:
(reagente) e (produtos) — OK. - Oxigênio: reagentes
. Produtos — OK.