Questão 2. Faça o balanceamento das reações a seguir:
\mathrm{Li}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \rightarrow \mathrm{LiOH}+\mathrm{H}_{2}

Passo 1

O que o enunciado pede: balancear a reação
\mathrm{Li} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \rightarrow \mathrm{LiOH} + \mathrm{H}_{2}.
Informações fornecidas (espécies químicas presentes):
  • Reagentes: \mathrm{Li} e \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.
  • Produtos: \mathrm{LiOH} e \mathrm{H}_{2}.
    O objetivo é encontrar coeficientes estequiométricos inteiros mínimos que façam o número de átomos de cada elemento (Li, H, O) ser o mesmo em ambos os lados da reação.

Passo 2

Princípio básico (lembrete didático): numa reação química válida a massa é conservada, ou seja, para cada elemento o número de átomos à esquerda deve ser igual ao número de átomos à direita. Esses números são ajustados por coeficientes estequiométricos (inteiros) colocados antes de cada fórmula química.

Passo 3

Vamos aplicar o método algébrico simples: atribuir coeficientes desconhecidos às espécies.
Sejam os coeficientes
a\,\mathrm{Li} + b\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \rightarrow c\,\mathrm{LiOH} + d\,\mathrm{H}_{2}.
Agora escrevemos as equações de conservação de átomos para cada elemento.

Passo 4

Equações de balanço por elemento:
  • Lítio (Li): o número de Li à esquerda é a e à direita é c. Logo
a = c.
  • Oxigênio (O): à esquerda vem só de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}, então há b átomos de O; à direita cada \mathrm{LiOH} tem 1 O, total c. Logo
b = c.
  • Hidrogênio (H): à esquerda cada \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} tem 2 H, total 2b; à direita há c H em c \mathrm{LiOH} (um H cada) e 2d H em d \mathrm{H}_{2}. Logo
2b = c + 2d.

Passo 5

Usamos as igualdades obtidas para reduzir incógnitas. Das primeiras equações temos
a = c \quad\text{e}\quad b = c.
Substituindo b=c na equação de hidrogênio:
2c = c + 2d.
Isolando d:
2c - c = 2d \quad\Rightarrow\quad c = 2d \quad\Rightarrow\quad d = \frac{c}{2}.

Passo 6

Procuramos a menor solução inteira positiva para os coeficientes. Como d precisa ser inteiro, escolhemos c par mínimo. Tomando d=1 (menor inteiro positivo), obtemos c=2. Então
c = 2,\quad d = 1.
E daí
a = c = 2,\quad b = c = 2.

Passo 7

Substituindo esses coeficientes na equação original temos:
2\,\mathrm{Li} + 2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \rightarrow 2\,\mathrm{LiOH} + 1\,\mathrm{H}_{2}.
Verificação rápida (contagem de átomos):
  • Li: esquerda 2, direita 2.
  • O: esquerda 2 (2 \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}), direita 2 (2 \mathrm{LiOH}).
  • H: esquerda 2\cdot2=4, direita 2 (em 2\mathrm{LiOH}) +\;2 (em \mathrm{H}_2) =4.
    Tudo bate: reação balanceada.

Passo 8

Dica prática para prova (modo “inspeção” rápido, sem álgebra):
  1. Balanceie metal (Li) primeiro: percebe-se que se houver 2 Li à direita (em 2 LiOH) precisa haver 2 Li à esquerda.
  2. Balanceie oxigênio: cada LiOH tem 1 O, então 2 LiOH pedem 2 \mathrm{H}_2\mathrm{O}.
  3. Por fim ajuste hidrogênio: 2 \mathrm{H}_2\mathrm{O} têm 4 H; 2 LiOH fornecem 2 H, então falta 2 H a mais, que são exatamente 1 \mathrm{H}_2. Resultado igual ao obtido acima.
    Isso costuma ser mais rápido em provas do que resolver sistema algébrico.

Resposta

\mathrm{2Li} + 2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \rightarrow 2\mathrm{LiOH} + \mathrm{H}_{2}