Faça o balanceamento das seguintes reações:
\quad \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4(\mathrm{~s})}+\mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}

Passo 1

O enunciado pede para balancear a reação química abaixo (está dada sem coeficientes estequiométricos):
\mathrm{C_{2}H_{4}} + \mathrm{O_{2}} \rightarrow \mathrm{CO_{2}} + \mathrm{H_{2}O}
Informações fornecidas relevantes:
  • Espécies presentes: \mathrm{C_{2}H_{4}},\\ \mathrm{O_{2}},\\ \mathrm{CO_{2}},\\ \mathrm{H_{2}O}.
  • Não há coeficientes indicados; o objetivo é encontrar coeficientes inteiros (menores possíveis) que satisfaçam a conservação dos átomos.

Passo 2

Conceito essencial (explicação didática):
  • Coeficientes estequiométricos indicam quantas moléculas (ou mols) de cada espécie participam da reação.
  • A lei da conservação da matéria exige que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo nos reagentes e nos produtos.
  • Estratégia prática comum: balancear primeiro os elementos que aparecem em apenas um reagente e em apenas um produto (aqui, Carbono e Hidrogênio), e deixar oxigênio (que aparece como \mathrm{O_2}, diatômico) por último. Isso evita ter que ajustar muitos coeficientes repetidamente.

Passo 3

Contagem inicial de átomos por molécula (sem coeficientes):
  • Em \mathrm{C_{2}H_{4}} 2 átomos de C e 4 átomos de H.
  • Em \mathrm{CO_{2}} 1 átomo de C e 2 átomos de O.
  • Em \mathrm{H_{2}O} 2 átomos de H e 1 átomo de O.
  • Em \mathrm{O_{2}} 2 átomos de O por molécula.
Agora vamos balancear elemento a elemento.

Passo 4

Balanceando o Carbono (C):
  • Reagente: \mathrm{C_{2}H_{4}} tem 2 átomos de C por fórmula.
  • Produto: \mathrm{CO_{2}} tem 1 átomo de C por molécula, então para ter 2 átomos de C no produto é necessário o coeficiente 2 em \mathrm{CO_{2}}.
  • Conclusão: coeficiente de \mathrm{CO_{2}} deve ser 2.
Matematicamente: número de átomos de C no produto = 2 \times 1 = 2, que iguala os 2 do reagente.

Passo 5

Balanceando o Hidrogênio (H):
  • Reagente: \mathrm{C_{2}H_{4}} tem 4 átomos de H.
  • Produto: \mathrm{H_{2}O} tem 2 átomos de H por molécula, logo para obter 4 átomos de H no produto precisa-se de coeficiente 2 em \mathrm{H_{2}O}.
  • Conclusão: coeficiente de \mathrm{H_{2}O} deve ser 2.
Verificação: número de H no produto = 2 \times 2 = 4, igual ao reagente.

Passo 6

Balanceando o Oxigênio (O) por conservação:
  • Produtos agora têm oxigênios vindos de \mathrm{CO_{2}} e \mathrm{H_{2}O}.
  • Oxigênios em \mathrm{CO_{2}}: coeficiente 2 vezes 2 átomos de O por \mathrm{CO_{2}} 2 \times 2 = 4 átomos de O.
  • Oxigênios em \mathrm{H_{2}O}: coeficiente 2 vezes 1 átomo de O por \mathrm{H_{2}O} 2 \times 1 = 2 átomos de O.
  • Total de átomos de O nos produtos = 4 + 2 = 6.
Cada molécula de \mathrm{O_{2}} fornece 2 átomos de O, então o número necessário de \mathrm{O_{2}} é
\frac{6}{2} = 3.
Portanto o coeficiente de \mathrm{O_{2}} deve ser 3.

Passo 7

Verificação final (checar todos os elementos):
  • Carbono: reagentes 2 (em \mathrm{C_{2}H_{4}}), produtos 2 \times 1 = 2 (em \mathrm{CO_{2}}). OK.
  • Hidrogênio: reagentes 4, produtos 2 \times 2 = 4 (em \mathrm{H_{2}O}). OK.
  • Oxigênio: reagentes 3 \times 2 = 6, produtos 2\times2 + 2\times1 = 4+2 = 6. OK.
Tudo confere: a reação está balanceada com coeficientes inteiros mínimos.

Resposta

\mathrm{C_{2}H_{4}} + 3\,\mathrm{O_{2}} \rightarrow 2\,\mathrm{CO_{2}} + 2\,\mathrm{H_{2}O}

Exercícios relacionados