Faça o que se pede em cada um dos itens a seguir:
Qual a soma dos coeficientes mínimos inteiros de cada equação química abaixo:
NH3(g)+O2(g) NO(g)+H2 O(g)

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química que envolve amônia ( NH3) reagindo com oxigênio ( O2) para formar monóxido de nitrogênio ( NO) e água ( H2O). Nosso objetivo aqui é balancear essa equação química, ou seja, ajustar os coeficientes para que o número de átomos de cada elemento seja igual nos dois lados da seta. Para isso, vamos precisar usar conceitos de conservação de massa e álgebra básica.

Passo 2

Primeiro, vamos listar quantos átomos de cada elemento temos em cada lado da reação:
Lado dos reagentes:
  • Nitrogênio (N): 1 (da NH3)
  • Hidrogênio (H): 3 (da NH3)
  • Oxigênio (O): 2 (da O2)
Lado dos produtos:
  • Nitrogênio (N): 1 (da NO)
  • Hidrogênio (H): 2 (da H2O)
  • Oxigênio (O): 1 (da NO) + 1 (da H2O) = 2
Parece que tudo já está balanceado, né? Mas vamos conferir de novo com coeficientes.

Passo 3

Vamos colocar coeficientes na frente de cada composto para garantir que o número de átomos de cada elemento seja igual em ambos os lados.
Começamos com 1 NH3 e 1 NO:
NH3 + O2 NO + H2O
Agora, contamos os átomos:
  • Nitrogênio: 1 no reagente e 1 no produto
  • Hidrogênio: 3 no reagente e 2 no produto
  • Oxigênio: 2 no reagente e 2 no produto
Percebemos que o hidrogênio está desequilibrado. Para resolver isso, podemos ajustar o coeficiente da água ( H2O).

Passo 4

Vamos tentar colocar 2 na frente de H2O:
NH3 + O2 NO + 2H2O
Agora, contamos os átomos novamente:
  • Nitrogênio: 1 no reagente e 1 no produto
  • Hidrogênio: 3 no reagente e 4 no produto (2 times 2)
  • Oxigênio: 2 no reagente e 3 no produto (1 + 2$\times$1)
O hidrogênio ainda está desequilibrado, então precisamos ajustar o coeficiente da amônia ( times).

Passo 5

Vamos colocar 2 na frente de NH3:
2NH3 + O2 NO + 2H2O
Contando os átomos novamente:
  • Nitrogênio: 2 no reagente e 1 no produto
  • Hidrogênio: 6 no reagente e 4 no produto
  • Oxigênio: 2 no reagente e 3 no produto
Agora, o nitrogênio está desequilibrado. Vamos ajustar o coeficiente do NO.

Passo 6

Colocamos 2 na frente de NO:
2NH3 + O2 2NO + 2H2O
Vamos contar de novo:
  • Nitrogênio: 2 no reagente e 2 no produto
  • Hidrogênio: 6 no reagente e 4 no produto
  • Oxigênio: 2 no reagente e 4 no produto (2$\times times\times$1)
O hidrogênio está equilibrado agora, mas o oxigênio está desequilibrado. Precisamos ajustar o oxigênio.

Passo 7

Para equilibrar o oxigênio, ajustamos o coeficiente do O2. Atualmente, precisamos de 4 átomos de oxigênio no lado dos produtos, então colocamos 2 na frente do O2:
2NH3 + 2O2 2NO + 2H2O
Agora, contamos tudo novamente:
  • Nitrogênio: 2 no reagente e 2 no produto
  • Hidrogênio: 6 no reagente e 4 no produto
  • Oxigênio: 4 no reagente e 4 no produto
Percebemos que o hidrogênio ainda está desequilibrado. Mas olhando bem, temos 6 hidrogênios no reagente e 4 no produto, então precisamos ajustar novamente.

Passo 8

Para equilibrar o hidrogênio, precisamos que tanto no reagente quanto no produto tenhamos 6 átomos de H. Atualmente, temos 2 moléculas de água, que dão 4 H. Para ter 6 H no produto, colocamos 3 na frente de H2O:
2NH3 + 2O2 2NO + 3H2O
Vamos contar de novo:
  • Nitrogênio: 2 no reagente e 2 no produto
  • Hidrogênio: 6 no reagente e 6 no produto (3$\times$2)
  • Oxigênio: 4 no reagente e 5 no produto (2$\times times\times$1)
Agora, o oxigênio está desequilibrado novamente. Mas esse processo continua até ajustar tudo certinho.

Passo 9

Para equilibrar o oxigênio, ajustamos o O2. Precisamos de 5 átomos de oxigênio no produto, então colocamos 52 na frente do O2:
2NH3 + 52O2 2NO + 3H2O
Mas preferimos coeficientes inteiros, então multiplicamos todos os coeficientes por 2:
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
Agora, vamos conferir:
  • Nitrogênio: 4 no reagente e 4 no produto
  • Hidrogênio: 12 no reagente e 12 no produto
  • Oxigênio: 10 no reagente e 10 no produto
Tudo está equilibrado!

Resposta

A soma dos coeficientes mínimos inteiros é 4 + 5 + 4 + 6 = 19.

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