Escreva e balanceie a reação de formação do óxido de cálcio (cal virgem), um material fundamental na construção civil (Reação de combinação: formação do óxido de cálcio).
\mathrm{Ca}(\mathrm{~s})+\mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow ?

Passo 1

O enunciado pede que escrevamos e balanceemos a reação de formação do óxido de cálcio (cal virgem). As informações dadas são:
  • Reagentes: \mathrm{Ca}(\mathrm{s}) e \mathrm{O}_2(\mathrm{g}).
  • Produto: não informado explicitamente no enunciado, mas devemos determinar qual óxido se forma e então balancear a equação.
As perguntas implícitas são:
  • Qual é a fórmula do óxido formado por cálcio?
  • Qual é a equação química balanceada dessa reação de combinação?

Passo 2

Qual produto esperar? Uma regra prática: metais alcalino-terrosos (grupo 2, como o cálcio) formam óxidos binários seguindo a razão iônica \mathrm{M}^{2+} com \mathrm{O}^{2-}, resultando na fórmula simples \mathrm{MO}. Assim, o óxido formado pelo cálcio é o óxido de cálcio, cuja fórmula é \mathrm{CaO}. Portanto a reação de formação escrita (ainda não balanceada) é:
\mathrm{Ca}(\mathrm{s}) + \mathrm{O}_2(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{CaO}(\mathrm{s})

Passo 3

Agora vamos balancear. A maneira mais clara é contar os átomos de cada elemento em ambos os lados e ajustar coeficientes inteiros mínimos.
Escrevemos coeficientes gerais antes de cada espécie:
a\,\mathrm{Ca}(\mathrm{s}) + b\,\mathrm{O}_2(\mathrm{g}) \rightarrow c\,\mathrm{CaO}(\mathrm{s})
onde a, b e c são números inteiros positivos a determinar.

Passo 4

Escrevemos as equações de conservação de átomos para cada elemento.
Para cálcio ( \mathrm{Ca}):
\text{átomos de Ca à esquerda: }a \qquad\text{e}\qquad \text{à direita: }cáàà
Portanto
a = c.
Para oxigênio ( \mathrm{O}):
\text{átomos de O à esquerda: }2b \qquad\text{e}\qquad \text{à direita: }c\\ (\text{cada } \mathrm{CaO}\\ \text{tem 1 átomo de O})áààá
Portanto
2b = c.

Passo 5

Resolvemos o sistema para obter o menor conjunto de inteiros positivos. Das duas igualdades:
a = c\quad\text{e}\quad 2b = c.
Podemos escolher o menor inteiro para b que torne c inteiro: tomar b=1 c=2. Então a=c=2. Isso fornece os coeficientes mínimos inteiros:
a=2,\quad b=1,\quad c=2.

Passo 6

Substituindo esses coeficientes na equação temos a reação balanceada:
2\,\mathrm{Ca}(\mathrm{s}) + \mathrm{O}_2(\mathrm{g}) \rightarrow 2\,\mathrm{CaO}(\mathrm{s})
Vamos checar a conservação de átomos:
  • Cálcio: 2 átomos à esquerda e 2 à direita.
  • Oxigênio: 2 átomos (em \mathrm{O}_2) à esquerda e 2 átomos (em 2\mathrm{CaO}) à direita.
Está balanceada. Comentário químico rápido: cada átomo de cálcio passa de oxidação 0 para +2 formando \mathrm{Ca}^{2+}, e o oxigênio passa de 0 (em \mathrm{O}_2) para -2 (em \mathrm{O}^{2-}); a estequiometria \,2\mathrm{Ca} + \mathrm{O}_2 \rightarrow 2\mathrm{CaO}\, reflete a conservação de massa e de carga global.

Resposta

\,2\mathrm{Ca}(\mathrm{s}) + \mathrm{O}_2(\mathrm{g}) \rightarrow 2\mathrm{CaO}(\mathrm{s})

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