Faça o balanceamento das equações Químicas abaixo:
\mathrm{NH}_{3}+\mathrm{O}_{2} \rightarrow \mathrm{NO}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}

Passo 1

O enunciado pede para balancear a equação química abaixo — ou seja, encontrar coeficientes estequiométricos inteiros que tornem o número de átomos de cada elemento igual nos reagentes e nos produtos:
\mathrm{NH}_{3} + \mathrm{O}_{2} \rightarrow \mathrm{NO} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
Informações dadas que vamos usar:
\text{molécula } \mathrm{NH}_{3} \text{ contém } 1 \text{ átomo de N e } 3 \text{ átomos de H}ééáá
\text{molécula } \mathrm{O}_{2} \text{ contém } 2 \text{ átomos de O}ééá
\text{molécula } \mathrm{NO} \text{ contém } 1 \text{ átomo de N e } 1 \text{ átomo de O}ééáá
\text{molécula } \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \text{ contém } 2 \text{ átomos de H e } 1 \text{ átomo de O}ééáá
O objetivo é escolher coeficientes inteiros positivos que satisfaçam a conservação de cada tipo de átomo.

Passo 2

Vamos representar os coeficientes desconhecidos por variáveis inteiras positivas e escrever a equação com essas variáveis:
a\,\mathrm{NH}_{3} + b\,\mathrm{O}_{2} \rightarrow c\,\mathrm{NO} + d\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
Aqui a, b, c e d são os coeficientes estequiométricos que queremos encontrar. Explicando: por exemplo a é quantas moléculas de \mathrm{NH}_3 aparecem no lado dos reagentes, b é quantas de \mathrm{O}_2, etc.

Passo 3

Aplicamos a conservação de átomos elemento a elemento. Para cada elemento (N, H, O) o número de átomos no lado esquerdo deve ser igual ao número no lado direito.
Nitrogênio (N):
1\cdot a = 1\cdot c \quad\Rightarrow\quad a = c
Hidrogênio (H):
3\cdot a = 2\cdot d \quad\Rightarrow\quad 3a = 2d
Oxigênio (O):
2\cdot b = 1\cdot c + 1\cdot d \quad\Rightarrow\quad 2b = c + d
Observação didática: cada equação veio de contar quantos átomos daquele elemento existem em cada molécula e multiplicar pelo coeficiente dessa molécula.

Passo 4

Usamos as equações acima para reduzir incógnitas. Da primeira equação já temos:
c = a
Substituindo em oxigênio:
2b = a + d
Da equação de hidrogênio isolamos d:
d = \frac{3}{2}a
Agora substituímos esse d em 2b = a + d:
2b = a + \frac{3}{2}a = \frac{5}{2}a
Dividindo por 2:
b = \frac{5}{4}a

Passo 5

Temos d=\tfrac{3}{2}a e b=\tfrac{5}{4}a. Para obter coeficientes inteiros, escolhemos o menor valor inteiro positivo de a que torne b e d inteiros. Note que:
  • d=\tfrac{3}{2}a exige que a seja múltiplo de 2.
  • b=\tfrac{5}{4}a exige que a seja múltiplo de 4 para tornar b inteiro.
Portanto o menor a que funciona é a=4. Calculamos então:
a=4
c=a=4
d=\frac{3}{2}\cdot 4 = 6
b=\frac{5}{4}\cdot 4 = 5

Passo 6

Verificação final (sempre faça isso na prova para garantir que não houve erro):
Contagem de átomos com os coeficientes a=4, b=5, c=4, d=6:
  • Nitrogênio: 4 (em \mathrm{NH}_3) = 4 (em \mathrm{NO}) ✓
  • Hidrogênio: 4\times 3 = 12 (em reagentes) e 6\times 2 = 12 (em produtos) ✓
  • Oxigênio: 5\times 2 = 10 (em reagentes) e 4\times 1 + 6\times 1 = 10 (em produtos) ✓
Tudo confere. Dica prática: às vezes, ao obter frações, basta multiplicar todos os coeficientes pela menor constante que torne todos inteiros e depois reduzir se possível. Aqui já obtivemos os menores inteiros possíveis.

Resposta

4\mathrm{NH}_{3} + 5\mathrm{O}_{2} \rightarrow 4\mathrm{NO} + 6\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}

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