152 . QUfMICA GERAL

Quando o nitrogénio reage com o hidrogénio p a r a formar o gás amónia (NH^).

+ C/ma, Três

mo/e'cu/a. de /no/ecv/as efe nffroçênfo (Mg)- h/a>ro^êr>/o

MO Doas

/no/eco/as efe pás a/r)ô/?ea.

Ora, p a r a representarmos mais rapidamente e s s a s t r e s r e a -ções, escrevemos apenas:

H 2 + C l 2

2 H 2 + 0 2

N 2 + 3 H 2

2 HC1 2 H 20 2 NH.

e cada uma dessas l i n h a s é chamada então de equação química. P o r t a n t o :

Equação química ê a representação gráfica e abreviada de uma reaçao química.

Notem a a n a l o g i a , com o. que vimos no c a p i t u l o a n t e r i o r : - o símbolo r e p r e s e n t a um elemento químico. - a f o r m u l a r e p r e s e n t a uma substância química. - e a equação r e p r e s e n t a uma reação (ou fenómeno) química•

Observem a i n d a que toda equação química tem:

19 membro 29 membro

- no p r i m e i r o membro devem a p a r e c e r as substâncias que r e a gem (ou que "entram" ou que " p a r t i c i p a m " da reaçao) sao os reagen­t e s .

- no segundo membro devem a p a r e c e r as substâncias que são formadas ou p r o d u z i d a s p e l a reação (ou que "saem" da reaçao) são os pro d u t o s .

FELTRE-SETSUO 153

Deste modo a reação: A + B -

será l i d a da s e g u i n t e maneira: "a substância A reage com a substân­c i a B produzindo ( •» ) a substância C e a substância D".

Além d i s s o , a equação química tem s i g n i f i c a d o q u a l i t a t i v o e q u a n t i t a t i v o (como a l i a s já aconteceu com os símbolos e formulas) . De f a t o , uma equação química i n d i c a não só as substâncias que estão r e a g i n d o e sendo p r o d u z i d a s na reação fmas também i n d i c a as q u a n t i d a des dessas substâncias.

N 2 + 3 H 2 — 2 NH 3

L este _3, p or exemplo, i n d i c a que estão re a g i n d o três moléculas de hidrogénio

Para t a n t o uma equação química dispõe de fórmulas e c o e f i ­c i e n t e s :

, fórmulas . í 1 1

_ N 2 + 3 H 2 2 NH 3

{ V j v- • c o e f i c i e n t e s — '

- as fórmulas ind i c a m q u a i s são as substâncias que reagem e que são p r o d u z i d a s na reação.

- os c o e f i c i e n t e s i n d i c a m quantas moléculas de cada subs­tância são e n v o l v i d a s na reação (quando o c o e f i c i e n t e ê 1 costuma-se não escrevê-lo, p o i s a fórmula, por si,já r e p r e s e n t a uma molécula da substância c o n s i d e r a d a ) .

P e l o que f o i exposto, concluímos que uma equação química só estará completa e c o r r e t a depois que seus c o e f i c i e n t e s forem conve­nientemente " a j u s t a d o s " . Esse a j u s t e chama-se a c e r t o de c o e f i c i e n t e s ou balanceamento da equação química.

Há três métodos u s u a i s de balanceamento de uma equação quí mica:

- método por " t e n t a t i v a s " - método algébrico - método de oxi-redução ( e s t e método ê i m p o r t a n t e , mas só

será estudado no volume 2 do nosso Curso de Química, uma vez que o método só é aplicável a uma c l a s s e p a r t i c u l a r de equações chamadas equações de oxi-redução).

No e n t a n t o , todos os. métodos de balanceamento das equações químicas baseiam-se na mesma i d e i a g e r a l que ê: " i g u a l a r o número t o t a l de átomos de cada elemento no p r i m e i r o e no segundo membros -da equação química". E por que? Porque, como já f o i dito, numa r e a ­ção química os átomos permanecem "pr a t i c a m e n t e i n t a c t o s " , d e modo que, o número t o t a l de átomos de cada elemento não poderá v a r i a r durante a reação química.

Observações: - no balanceamento de uma equação química i n t e r e s s a apenas

a proporção e n t r e os c o e f i c i e n t e s e não os c o e f i c i e n t e s (ou s e j a , o s números) em s i .

154 QUÍMICA GERAL

- por esse motivo, pode-se m u l t i p l i c a r ou d i v i d i r todos os c o e f i c i e n t e s por um mesmo número. E n t r e t a n t o os c o e f i c i e n t e s devem s e r , de preferência, números i n t e i r o s e menores possíveis.

Por exemplo, as equações abaixo:

0, + 1/2 0,

4 H 20 6 H 20 H 20

estão todas c o r r e t a s e praticamente representam a mesma c o i s a . En­t r e t a n t o , deve-se p r e f e r i r a p r i m e i r a representação, onde os c o e f i ­c i e n t e s são i n t e i r o s e mínimos.

MÉTODO DE BALANCEAMENTO POR "TENTATIVAS"

É um método muito útil para as equações químicas mais sim­p l e s e baseia-se nas seguintes regras práticas:

a) r a c i o c i n a r i n i c i a l m e n t e com os elementos (ou r a d i c a i s ) que apareçam apenas num lug a r no p r i m e i r o e apenas num l u g a r no se­gundo membros da equação química;

b) se vários elementos (ou r a d i c a i s ) s a t i s f a z e m a condição a n t e r i o r , e scolha de preferência aquele que possui índices maiores;

c) e s c o l h i d o o elemento (ou r a d i c a l ) , i n v e r t e r seus índices dc p r i m e i r o para o segundo membro da equação e vice-versa,usando a-gora esses índices como c o e f i c i e n t e s (acostume-se i n c l u s i v e a e s c r e ­ver o c o e f i c i e n t e 1, para lembrar que êle já f o i ajustado) ;

d) com esses d o i s c o e f i c i e n t e s , a c e r t e os demais; continue o balanceamento somente pelos elementos cujo número de átomos j_a es­tá determinado num dos membros da equação; repetimos que a i d e i a ge r a l de um balanceamento e procurar i g u a l a r o número t o t a l de átomos de cada elemento no p r i m e i r o e no segundo membros da equação quími­ca.

19 exemplo: balancear a se g u i n t e s equação química: CaO + P 2 0 5 C a 3 ( P 0 4 ) 2

Seguindo-se as regras dadas, temos: regra (a): só devemos r a c i o c i n a r com o Ca ou com o P; não

devemos r a c i o c i n a r comoO, p o i s êle aparece, no p r i m e i r o membro, em dois lugares - no CaO e no P 2 — 5 '

regra (b): e n t r e o Ca e o P vamos dar preferência ao Ca que apresenta índices maiores - Ca (1 e 3) c o n t r a P (2 e 2 ) .

I

FELTRE-SETSUO 155

r e g r a ( c ) : e s c o l h i d o o Ca vamos " i n v e r t e r " seus índices e usá-los como c o e f i c i e n t e s

^ C a Q ( P 0 4 ) 2

r e g r a ( d ) : por f i m , acertam-se os demais c o e f i c i e n t e s . Ho caso, f a l t a apenas o c o e f i c i e n t e do P2®5' 1 u e c o n c l u i r e m o s s e r i g u a l a 1, s e j a p e l a contagem dos átomos de P, s e j a p e l a contagem dos áto­mos de 0_. Temos p o i s :

3 CaO + 1 P 2 0 5 1 C a 3 ( P 0 4 ) 2

Observação: No f i n a l de cada balanceamento êsempre aconse­lhável c o n f e r i r os r e s u l t a d o s , recontando o número t o t a l de átomos de cada elemento e v e r i f i c a n d o sua igua l d a d e no p r i m e i r o e no segun­do membros da equação química.

No exemplo a n t e r i o r teríamos:

número de átomos

no 19 membro no 29 membro

Ca - 3 3 P - 2 1 x 2 = 2 0 - 3 + | = 8 4 x 2 = 8

29 exemplo: b a l a n c e a r a equação:

A 1 ( 0 H ) 3 + H 2S0 4 - A 1 2 ( S 0 4 ) 3 + H 20

r e g r a ( a ) : podemos r a c i o c i n a r com o A l , com o S ou com o próprio r a d i c a l (SO^) ; não convêm r a c i o c i n a r com o H ou com o 0 p o i s e les aparecem em muitos l u g a r e s (o 0 está em todas as substân­c i a s ; o H só não aparece no s u l f a t o de alumínio).

r e g r a ( b ) : vamos e s c o l h e r o r a d i c a l S 0 4 , que apresenta ín d i c e s maiores (1 e _3) .

r e g r a ( c ) : "inversão" dos índices — c o e f i c i e n t e s A l ( O H ) , + 3 H„(SO.

re g r a ( d ) : a c e r t a r os demais c o e f i c i e n t e s . Ainda aqui deve-se c o n t i n u a r r a c i o c i n a n d o com elemento (ou r a d i c a l ) q u e aparece ape­nas num l u g a r , s e j a no 19 s e j a no 29 membros da equação, e cujo nu­mero de átomos j a e s t e j a determinado. Assim, j a que e s t a e s t a b e l e c i ­do o número de átomos de alumínio no 29 membro da equação, podemos d e d u z i r

2 A 1 ( 0 H ) 3 + 3 H 2 S 0 4 1 A W S 0 4 ) 3 +. H 20

E f i n a l m e n t e , para a c e r t a r o c o e f i c i e n t e da água, b a s t a f a z e r uma contagem do número t o t a l de átomos de hidrogénio ou de o x i ­génio (ou dos d o i s , p a r a c o n f e r i r m e l h o r ) :

2 A l ( O H ) 3 + 3 H 2S0 4 • A 1 2 ( S 0 4 ) 3 + 6 H 2 0 Em g e r a l , o c o e f i c i e n t e da água ê acertado por u l t i m o , p o i s

a água ê formada por H e 0 e esses elementos, em geral,^aparecem em vários l u g a r e s da equação, tornando a contagem de seus átomos mais difícil, a nao s e r no f i m do balanceamento.

156 QUÍMICA GERAL

39 exemplo:

C l 2 + NaOH NaCl + NaC10 3 + H 20

r e g r a ( a ) : começaremos p e l o H, único elemento que aparece u ma só vez em cada membro da equação.

r e g r a ( c ) : inversão dos índices c o e f i c i e n t e s

C l 2 + 2 NaOH,

r e g r a ( d ) : vamos c o n t i n u a r o balanceamento com o oxigénio, p o i s agora j a sabemos que no p r i m e i r o membro só e x i s t e m d o i s átomos de oxigénio; consequentemente no segundo membro devem ap a r e c e r tam­bém d o i s átomos de oxigénio; já temos um átomo no H.O; f a l t a p o r t a n ­t o mais um átomo de oxigénio que deverá e s t a r no NaClO^; então o coe­f i c i e n t e do MaC10 3 s e r a 1/3.

C l 2 + 2 NaOH NaCl + 1/3 NaC10 3 + 1 H 20

Par a não continuarmos t r a b a l h a n d o com c o e f i c i e n t e s fracioná r i o s , vamos m u l t i p l i c a r os c o e f i c i e n t e s j_á a j u s t a d o s p or 3:

C l 2 + 6 NaOH , NaCl + 1 NaC10 3 + 3 H 20

Prossigamos agora com o elemento Na p o i s já temos c e r t e z a que no p r i m e i r o membro da equação e x i s t e m s e i s átomos de sódio. No segundo membro já temos um átomo no NaClO,; f a l t a m c i n c o átomos de sódio, que será então o c o e f i c i e n t e do NaCl.

C l 2 + 6 NaOH 5 NaCl + 1 NaC10 3 + 3 H 20

Para f i n a l i z a r contamos os átomos de c l o r o no segundo mem­bro e ajustamos o c l o r o no p r i m e i r o membro:

3 C l 2 + 6 NaOH 5 NaCl + 1 NaC10 3 + 3 H 20

Quando se dá a r e s p o s t a f i n a l é que se pode o m i t i r o c o e f i ­c i e n t e 1:

3 C l 2 + 6 NaOH — 5 NaCl + NaC10 3 + 3 H 20

E X E R C Í C I O S

A c e r t a r , p e l o método de " t e n t a t i v a s " , os c o e f i c i e n t e s das seguin­tes equações químicas.

141)Cr + 0, C r 2 0 3

142)p + 0, P2°5

FELTRE-SETSUO

143)BaO + As 2 °5 — B a 3 ( A s 0 4 ) 2

1 4 4 ) A 1 2 ( C 0 3 ) 3 - A 1 2 0 3 + C0 2

1 4 5 ) B i 2 0 3 + H 4 [ F e ( C N ) 61 B i ; [ F e ( C N ) 6 ] 3

146)NaOH + H 3 P 0 4 — Na,PO, + H.O 3 4 2

147)A1(0H), + H,SiO, 4 4 A l 4 ( S i 0 4 ) 3 + H 20

148) Mg(0H) 2 + H2SO3 MgSO, + H 20

149)Fe(OH) + HN0 3 F e ( N 0 3 ) 3 + H 20

150)Cu(0H) + H 4 P 2 ° 7 C u 2 P 2 0 7 + H 20

151)PC1 5 + H 2 0 H.PO, + HC1

3 4 152)Mn0 2 + HC1 • M n C l 2 + H 20 + C l 2

153)HI + HIO H 20 + I 2

154)H 2S + H 2 S 0 4 S + H 20

155)Na.SO,-2 4 + Na 2S N a 2 S 0 3

156) Hn-0 4 + A l — A 1 2 0 3 + Mn

15.7) C l ' 2 + NaOH NaCl + NaC10 3 + H 20

158) As + NaClO + H 20 • H 3 A S O 4 + NaCl

159) C a 3 ( P 0 4 ) 2 + S i 0 2 + C - C a S i 0 3 + P + CO

160) A u C l 3 + S n C l 2 S n C l 4 + Au

161) H 2S + HN0 3 H 20 + S + NO

162) cdS + I 2 + HC1 S + H l + C d C l 2

163) F e S 2 + 0 2 F e2°3 + S°2 164) H 2S + B r 2 + H 20 — HBr + H 2 S 0 4

165) HI + H 2 S 0 4 I 2 + H 2S + H 20

166) K 2 C r 2 0 ? + KOH K 2 C r 0 4 + H 20

167) I 2 + K I 0 3 + HC1 KC1 + IC1 + H 20