Questão 2. Faça o balanceamento das seguintes equações químicas:
(b) \mathrm{NaNO}_{3}(\mathrm{~s}) \rightarrow \mathrm{NaNO}_{2}(\mathrm{~s})+\mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g})

Passo 1

O que o enunciado pede: balancear a equação química da decomposição do nitrato de sódio em nitrito de sódio e oxigénio gasoso.
Equação fornecida (não balanceada):
\mathrm{NaNO}_{3}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{NaNO}_{2}(\mathrm{s}) + \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g})
Informações relevantes extraídas do enunciado:
  • As espécies envolvidas são \mathrm{NaNO}_{3}, \mathrm{NaNO}_{2} e \mathrm{O}_{2}.
  • Cada molécula contém os seguintes átomos (por molécula):
    • \mathrm{NaNO}_{3}: 1 átomo de \mathrm{Na}, 1 átomo de \mathrm{N}, 3 átomos de \mathrm{O}.
    • \mathrm{NaNO}_{2}: 1 átomo de \mathrm{Na}, 1 átomo de \mathrm{N}, 2 átomos de \mathrm{O}.
    • \mathrm{O}_{2}: 2 átomos de \mathrm{O}.
  • O objetivo é encontrar coeficientes inteiros mínimos à esquerda e à direita que tornem o número de átomos de cada elemento igual nos dois lados da seta.

Passo 2

Princípio fundamental que vamos usar (explicação didática): na reação química, a massa e o número de átomos de cada elemento são conservados. Isso significa que, depois de escolher coeficientes estequiométricos (números inteiros antes de cada fórmula), o total de átomos de \mathrm{Na}, de \mathrm{N} e de \mathrm{O} deve ser o mesmo nos reagentes e nos produtos.
Para organizar o raciocínio, atribuímos coeficientes desconhecidos às espécies:
a\,\mathrm{NaNO}_{3} \rightarrow b\,\mathrm{NaNO}_{2} + c\,\mathrm{O}_{2}
Aqui a, b e c são inteiros positivos desconhecidos que queremos determinar.
Agora escrevemos uma equação para cada elemento, contando átomos em cada lado.

Passo 3

Escrevendo as equações de conservação de átomos por elemento:
  • Para o sódio ( \mathrm{Na}):
a = b
(explicação: cada \mathrm{NaNO}_{3} tem 1 \mathrm{Na} e cada \mathrm{NaNO}_{2} tem 1 \mathrm{Na}.)
  • Para o nitrogênio ( \mathrm{N}):
a = b
(é igual ao caso do sódio: 1 átomo de \mathrm{N} em cada composto à esquerda e à direita.)
  • Para o oxigênio ( \mathrm{O}):
3a = 2b + 2c
(explicação: cada \mathrm{NaNO}_{3} tem 3 oxigênios; cada \mathrm{NaNO}_{2} tem 2; cada \mathrm{O}_{2} tem 2.)

Passo 4

Usando as duas primeiras equações ( a=b), substituímos em a equação de oxigênio:
3a = 2a + 2c.
Passo a passo de álgebra (muito simples):
3a - 2a = 2c \quad\Rightarrow\quad a = 2c.
Queremos a menor solução inteira positiva. Tomamos c = 1 (menor inteiro positivo) e obtemos:
a = 2\quad\text{e}\quad b = a = 2.
Portanto os coeficientes inteiros mínimos são a=2, b=2, c=1.

Passo 5

Escrevendo a equação balanceada com esses coeficientes:
2\,\mathrm{NaNO}_{3}(\mathrm{s}) \rightarrow 2\,\mathrm{NaNO}_{2}(\mathrm{s}) + \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g})
Verificação rápida (contagem de átomos):
  • Lado esquerdo: \mathrm{Na}:2, \mathrm{N}:2, \mathrm{O}:2\times3=6.
  • Lado direito: \mathrm{Na}:2, \mathrm{N}:2, \mathrm{O}:2\times2 + 1\times2 = 6.
    Tudo confere: número de átomos igual para cada elemento.
Dica prática para a prova (jeito por inspeção): como \mathrm{Na} e \mathrm{N} aparecem 1:1 nos dois compostos, coloque o mesmo coeficiente em \mathrm{NaNO}_{3} e \mathrm{NaNO}_{2}. Depois ajuste para \mathrm{O}_{2}; se o número de oxigênios ficar ímpar, considere multiplicar para obter pares (aqui escolher 2 em cada nitrato/nitrito resolveu direto).

Resposta

2\,\mathrm{NaNO}_{3}(\mathrm{s}) \rightarrow 2\,\mathrm{NaNO}_{2}(\mathrm{s}) + \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g})

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