Proceda ao balanceamento das seguintes reações químicas:
Passo 1
O enunciado pede para balancear a reação química não balanceada:
Informações relevantes fornecidas:
- Espécies químicas envolvidas:
, , , . - Estados (g) estão indicados na equação (gás).
- Pergunta: encontrar os coeficientes estequiométricos inteiros que tornam a equação balanceada (igual número de átomos de cada elemento nos dois lados).
- Átomos presentes que devemos conservar: carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O).
Passo 2
Princípio chave que vamos usar (explicadinho): a lei da conservação da massa diz que cada tipo de átomo deve ter a mesma quantidade nos reagentes e nos produtos. Para equilibrar, atribuimos coeficientes estequiométricos às espécies e escrevemos equações de balanço para cada elemento.
Escolhemos coeficientes gerais:
onde
são números inteiros positivos a determinar. Aqui cada
significa “quantas moléculas (ou mols) daquela substância” aparecem na equação balanceada.
Passo 3
Escrevemos as equações de conservação de átomos elemento por elemento.
- Carbono (C): cada molécula de
tem 3 átomos de C; cada tem 1 átomo de C. Logo o balanço é
- Hidrogênio (H): cada
tem 6 átomos de H; cada tem 2 átomos de H. Logo
- Oxigênio (O): cada
tem 2 átomos de O; cada tem 2 átomos de O; cada tem 1 átomo de O. Então
Essas três equações lineares relacionam os quatro coeficientes; há infinitas soluções proporciais, mas queremos a solução com inteiros pequenos e não todos múltiplos triviais.
Passo 4
Para simplificar, fixamos uma normalização escolhendo
(ou seja, começar com 1 mol de
) e determinar os outros em função disso — depois ajustamos se aparecerem frações.
Com
:
- Pela equação do carbono:
- Pela equação do hidrogênio:
- Agora usamos a equação do oxigênio para achar
:
Logo
Obtemos uma fração para
. Isso é comum: escolher
pode gerar coeficiente fracionário; para ter todos inteiros multiplicamos todos os coeficientes por um número que elimine as frações.
Passo 5
Multiplicamos todos os coeficientes encontrados por
(o denominador de
) para obter inteiros mínimos:
Verificação final (contando átomos com esses coeficientes):
- Carbono: reagentes
; produtos . OK. - Hidrogênio: reagentes
; produtos . OK. - Oxigênio: reagentes
; produtos . OK.
Como os coeficientes são inteiros e não têm fator comum maior que 1 (gcd de
é
), esta é a forma inteira mínima.
Passo 6
Apresentamos a equação balanceada final (formato final e limpo):