Faça o balanceamento das seguintes equações:
(a)
\mathrm{CO}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g})
(b) \mathrm{N}_{2} \mathrm{O}_{5}(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightarrow \mathrm{HNO}_{3}(\mathrm{aq})
(c) \mathrm{CH}_{4}(\mathrm{~g})+\mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{CCl}_{4}(\mathrm{l})+\mathrm{HCl}(\mathrm{g})
(d) \mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_{2}(\mathrm{~s})+\mathrm{HNO}_{3}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Zn}\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l})

Passo 1

O enunciado pede para balancear quatro reações químicas, ou seja, ajustar coeficientes estequiométricos para que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo em ambos os lados de cada equação. O conteúdo principal é química geral (estequiometria) e vamos usar o método algébrico de atribuir coeficientes, montar equações de conservação de átomos e resolver para obter os menores inteiros possíveis.

Passo 2

Vamos balancear
\mathrm{CO}(\mathrm{g}) + \mathrm{O}_2(\mathrm{g}) \to \mathrm{CO}_2(\mathrm{g}).
Atribua coeficientes a, b e c:
a\,\mathrm{CO} + b\,\mathrm{O}_2 \to c\,\mathrm{CO}_2.
Conservação de carbono:
a = c.
Conservação de oxigênio:
a + 2b = 2c.
Substituindo c=a em oxigênio:
a + 2b = 2a \;\Longrightarrow\;2b = a \;\Longrightarrow\;a = 2b.
Escolhendo b=1 (menor inteiro), vem a=2 e c=2. A equação balanceada é
2\,\mathrm{CO} + \mathrm{O}_2 \to 2\,\mathrm{CO}_2.

Passo 3

Balanceando
\mathrm{N}_2\mathrm{O}_5(\mathrm{g}) + \mathrm{H}_2\mathrm{O}(\mathrm{l}) \to \mathrm{HNO}_3(\mathrm{aq}),
com coeficientes a\,\mathrm{N}_2\mathrm{O}_5 + b\,\mathrm{H}_2\mathrm{O} \to c\,\mathrm{HNO}_3.
Conservação de nitrogênio:
2a = c.
Conservação de hidrogênio:
2b = c.
Conservação de oxigênio:
5a + b = 3c.
Substituindo c=2a e c=2b em oxigênio:
5a + b = 3(2a) = 6a \;\Longrightarrow\; b = a.
E de c=2b segue c=2a. Escolhendo a=1, obtemos b=1 e c=2. A equação balanceada é
\mathrm{N}_2\mathrm{O}_5 + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \to 2\,\mathrm{HNO}_3.

Passo 4

Balanceando
\mathrm{CH}_4(\mathrm{g}) + \mathrm{Cl}_2(\mathrm{g}) \to \mathrm{CCl}_4(\mathrm{l}) + \mathrm{HCl}(\mathrm{g}),
com a\,\mathrm{CH}_4 + b\,\mathrm{Cl}_2 \to c\,\mathrm{CCl}_4 + d\,\mathrm{HCl}.
Conservação de carbono:
a = c.
Conservação de hidrogênio:
4a = d.
Conservação de cloro:
2b = 4c + d.
Tomando a=1 (menor inteiro), temos c=1, d=4. Em cloro:
2b = 4\cdot1 + 4 = 8 \;\Longrightarrow\; b = 4.
A equação balanceada é
\mathrm{CH}_4 + 4\,\mathrm{Cl}_2 \to \mathrm{CCl}_4 + 4\,\mathrm{HCl}.

Passo 5

Balanceando
\mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_2(\mathrm{s}) + \mathrm{HNO}_3(\mathrm{aq}) \to \mathrm{Zn}(\mathrm{NO}_3)_2(\mathrm{aq}) + \mathrm{H}_2\mathrm{O}(\mathrm{l}),
com a\,\mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_2 + b\,\mathrm{HNO}_3 \to c\,\mathrm{Zn}(\mathrm{NO}_3)_2 + d\,\mathrm{H}_2\mathrm{O}.
Conservação de zinco:
a = c.
Conservação de nitrogênio:
b = 2c.
Conservação de hidrogênio:
2a + b = 2d.
Conservação de oxigênio:
2a + 3b = 6c + d.
Substituindo c=a e b=2a na equação de hidrogênio:
2a + 2a = 2d \;\Longrightarrow\; d = 2a.
Verificando oxigênio:
2a + 3(2a) = 6a + d = 6a + 2a = 8a,
compatível. Tomando a=1, obtemos b=2, c=1, d=2. A equação balanceada é
\mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_2 + 2\,\mathrm{HNO}_3 \to \mathrm{Zn}(\mathrm{NO}_3)_2 + 2\,\mathrm{H}_2\mathrm{O}.

Resposta

(a)
2\,\mathrm{CO} + \mathrm{O}_2 \to 2\,\mathrm{CO}_2
(b)
\mathrm{N}_2\mathrm{O}_5 + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \to 2\,\mathrm{HNO}_3
(c)
\mathrm{CH}_4 + 4\,\mathrm{Cl}_2 \to \mathrm{CCl}_4 + 4\,\mathrm{HCl}
(d)
\mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_2 + 2\,\mathrm{HNO}_3 \to \mathrm{Zn}(\mathrm{NO}_3)_2 + 2\,\mathrm{H}_2\mathrm{O}

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