Faça o balanceamento das seguintes equações químicas e indique se são reações de combinação, decomposição ou combustão:
\mathrm{N}_{2(\mathrm{~g})}+\mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{NH}_{3(\mathrm{~g})}

Passo 1

O enunciado pede duas coisas: (1) balancear a equação química dada e (2) indicar se a reação é de combinação, decomposição ou combustão.
As espécies químicas fornecidas são: \mathrm{N}_{2(\mathrm{g})}, \mathrm{H}_{2(\mathrm{g})} e \mathrm{NH}_{3(\mathrm{g})}.
A equação não tem coeficientes numéricos escritos — precisamos encontrá-los de forma que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo nos reagentes e nos produtos.

Passo 2

Princípio básico que vamos usar (explicação didática): a lei da conservação da massa diz que, numa reação química, o número de átomos de cada elemento é conservado. Isso significa que, depois de balancear, o total de átomos de nitrogênio à esquerda deve ser igual ao total de nitrogênio à direita; e o mesmo para o hidrogênio. Para balancear, atribuiremos coeficientes estequiométricos (inteiros) na frente de cada espécie e ajustaremos esses coeficientes até que os totais coincidam.

Passo 3

Vamos escrever coeficientes genéricos para cada espécie e contar átomos. Colocando coeficientes a, b e c em:
a\,\mathrm{N}_2 + b\,\mathrm{H}_2 \rightarrow c\,\mathrm{NH}_3
contamos átomos de cada elemento em termos de a,b,c.

Passo 4

Contagem de átomos por elemento (explicando passo a passo):
  • Nitrogênio: cada molécula de \mathrm{N}_2 tem 2 átomos de N, e cada molécula de \mathrm{NH}_3 tem 1 átomo de N. Então a equação de balanço para N é
2a = c.
  • Hidrogênio: cada molécula de \mathrm{H}_2 tem 2 átomos de H, e cada \mathrm{NH}_3 tem 3 átomos de H. Então a equação de balanço para H é
2b = 3c.
Essas duas equações lineares vêm diretamente da contagem de átomos.

Passo 5

Resolver o sistema de equações de forma simples (método por inspeção/algebraico):
A partir de 2a=c podemos escolher a igual a 1 (escolha comum para obter menores inteiros). Então
a=1 \quad\Rightarrow\quad c=2.
Substituindo c=2 na equação de hidrogênio:
2b = 3\cdot 2 = 6 \quad\Rightarrow\quad b = 3.
Assim obtemos a=1, b=3, c=2.
Observação didática: escolhemos a=1 porque costumamos buscar a menor solução inteira positiva. Se tivéssemos escolhido outro a inteiro, os coeficientes resultantes poderiam ser maiores, mas ao dividir por um fator comum chegaríamos à mesma proporção mínima 1:3:2.

Passo 6

Escrevendo a equação com os coeficientes encontrados:
\mathrm{N}_2 + 3\,\mathrm{H}_2 \rightarrow 2\,\mathrm{NH}_3.

Passo 7

Verificação final (contagem dos átomos com os coeficientes finais):
  • Nitrogênio à esquerda: 1\times 2 = 2 átomos. À direita: 2\times 1 = 2 átomos. Conferido.
  • Hidrogênio à esquerda: 3\times 2 = 6 átomos. À direita: 2\times 3 = 6 átomos. Conferido.
    Portanto a equação está balanceada e os coeficientes são os menores inteiros possíveis.

Passo 8

Classificação do tipo de reação (explicação didática e simples):
  • Reação de combinação (ou síntese): duas (ou mais) substâncias se combinam para formar um único produto. Aqui há dois reagentes ( \mathrm{N}_2 e \mathrm{H}_2) e um único produto ( \mathrm{NH}_3), portanto é uma reação de combinação.
  • Não é decomposição (que seria um único reagente formando vários produtos) e não é combustão no sentido clássico (combustão envolve \mathrm{O}_2 e produção de \mathrm{CO}_2, \mathrm{H}_2\mathrm{O} ou similares), então descartamos essas categorias.

Resposta

\mathrm{N}_2 + 3\,\mathrm{H}_2 \rightarrow 2\,\mathrm{NH}_3
Combinação

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