Q.2. As equações correspondentes as reações I, II, III abaixo não estão balanceadas. Faça o balanceamento das equações e assinale a alternativa que fornece os coeficientes estequiométricos adequados para cada equação.
II-)
III-)
a-) I- (2:6:2:6); II-) (2:1:1:2); III-( 2:1:1:2:2)
b-) I- (1:3:1:3); II-) (2:1:2:2); III-(
)
c-) I- (1:3:1:3); II-) (2:1:1:2); III-(
)
d-) I- (2:6:2:6); II-) (4:2:2:4); III-( 1:2:1:1:1)
e-) I- (2:6:2:6); II-) (4:2:2:4); III-( 2:4:2:2:2)
II-)
III-)
a-) I- (2:6:2:6); II-) (2:1:1:2); III-( 2:1:1:2:2)
b-) I- (1:3:1:3); II-) (2:1:2:2); III-(
c-) I- (1:3:1:3); II-) (2:1:1:2); III-(
d-) I- (2:6:2:6); II-) (4:2:2:4); III-( 1:2:1:1:1)
e-) I- (2:6:2:6); II-) (4:2:2:4); III-( 2:4:2:2:2)
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede (copiei exatamente as equações fornecidas):
- A questão apresenta três equações químicas não balanceadas e pede para assinalar, entre as alternativas, os coeficientes estequiométricos corretos para cada equação.
As equações fornecidas são:
O que se pede: determinar os coeficientes inteiros (mínimos) estequiométricos para cada reagente e produto em I, II e III e então escolher a alternativa que corresponde a esse conjunto de coeficientes.
Passo 2
Breve lembrete do método que vou usar (bem prático e que dá para fazer na prova):
- Princípio fundamental: a massa (ou seja, o número de átomos de cada elemento) é conservada. Para balancear, atribui-se uma incógnita (coeficiente) a cada espécie e escreve-se uma equação de conservação para cada elemento.
- Escolhe-se depois valores inteiros mínimos que satisfaçam todas as equações.
- Vou aplicar esse método passo a passo para cada reação. Sempre que eu usar uma fórmula química, vou colocá‑la em TeX para ficar certinho.
Passo 3
Equação I — análise direta e correção necessária.
A equação fornecida é
Vamos tentar balancear colocando coeficientes desconhecidos:
Agora escrevo as equações de conservação por elemento:
- Alumínio:
- Cloro:
- Oxigênio:
(cada tem 2 O). - Hidrogênio:
Substituindo
e
e
na equação do hidrogênio:
Isso dá
, o que só seria verdade para
. Ou seja: não existe solução com coeficientes positivos inteiros para essa configuração. Conclusão: a fórmula do produto
torna a equação impossível de balancear.
Observação (importante e honesta): não tenho certeza se houve um erro de digitação no enunciado. Quimicamente, o hidróxido de alumínio geralmente formado é
. Se substituirmos
por
a equação passa a ter solução inteira e simples. Como a questão pede coeficientes estequiométricos, vou seguir esse raciocínio (avisando que estou assumindo que a fórmula correta é
porque, do contrário, não há como balancear).
Agora balanceando com
:
Equações por elemento:
- Al:
- Cl:
- O:
- H:
Usando
e
e
, verifica-se no hidrogênio:
logo dá igualdade e tudo se balanceia. Tomando o menor inteiro
obtemos:
Portanto, assumindo
como produto, os coeficientes mínimos são
na ordem reagente1:reagente2:produto1:produto2.
Passo 4
Equação II — balanceamento passo a passo.
Equação dada:
Ponho coeficientes:
Conservação por elemento:
- Na:
- N:
- S:
- O:
Podemos usar as relações encontradas: de S,
. De Na,
. De N,
.
Substituindo nas contas do oxigênio:
Substituindo nas contas do oxigênio:
logo a igualdade se satisfaz automaticamente. Isso significa que há graus de liberdade, mas pegando os menores inteiros inteiros positivos nós escolhemos
. Então:
A equação balanceada mínima é:
Coeficientes na ordem pedida:
.
Passo 5
Equação III — balanceamento passo a passo.
Equação dada:
Coloco coeficientes:
Conservação por elemento:
- Ni:
- C:
- N:
(cada tem 2 átomos de N). - H:
(cada tem 2 H). - O:
Agora use
e
. Da N:
. Da H:
. Substituindo no balanço de oxigênio:
Igualdade satisfeita. Tomando o menor inteiro
obtemos:
Coeficientes na ordem pedida:
.
Passo 6
Resumo dos coeficientes mínimos (usando a correção em I para
):
- I:
— assumindo o produto (porque com não há solução). - II:
. - III:
.
Comparando com as alternativas fornecidas, a que corresponde a esses conjuntos é a alternativa (c).
Resposta
c)