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Exercícios sobre Balanceamento de Equações Químicas com Gabarito

Exercícios_sobre_balanceamento_de_equações_químicas_com_gabaritoExercícios sobre balanceamento de equações químicas com gabarito

O químico francês Antoine Lavoisier disse que em uma reação química os átomos não são criados nem destruídos, apenas rearranjados. Esse rearranjo é o que chamamos de balanceamento. Leia o resumo da matéria e faça os exercícios sobre balanceamento de equações químicas com gabarito. 

Como balancear uma equação química?

Saber balancear equações é importantíssimo. Não apenas no Caderno de Ciências da Natureza e suas Tecnologias do ENEM, mas em qualquer vestibular com questões de química. Então faça os exercícios sobre balanceamento de equações químicas com gabarito e o Simulado Beduka para se dar bem em todas.

Balancear uma equação química se trata apenas de respeitar a lei da conservação de massa ou Lei de Lavoisier. Essa lei diz que o número de mols dos reagentes deve ser o mesmo dos produtos. Ou seja, balancear uma equação apenas significa deixar tudo equilibrado como na imagem abaixo.

Balanceamento de equações químicas
Balanceamento de equações químicas

Os reagentes dessa equação eram 1 átomo de C (carbono) e dois de O (oxigênio) e o produto foi CO2, que é a simples soma dos dois. Porém, um balanceamento não só uma soma, mas um rearranjo em que várias alterações serão feitas.

Métodos de Balanceamento

Existem dois métodos principais de balanceamento cobrados em provas. Veja uma explicação dos dois agora para fazer os exercícios sobre balanceamento de equações químicas com gabarito. 

Balanceamento por tentativa

Nesse método você simplesmente escolhe o que você vai balancear primeiro na equação de forma aleatória, mas algumas equações funcionam melhor quando são balanceadas seguindo uma determinada ordem e normalmente a ordem é a lei do M.A.C.H.O:

Metais (de acordo com o conceito de metal na tabela periódica)

Ametais (de acordo com o conceito de ametal da tabela periódica)

Carbonos

Hidrogênios

Oxigênios

Exemplo:

Equação química desbalanceada do cloreto de sódio
Equação química desbalanceada do cloreto de sódio

Seguindo a lei do macho temos: 

Balanceamento de equação qúímica
Balanceamento de equação química
  1. Balancear o Metal = Sódio (Na)

Tem 2 átomos de sódio no reagente, então para igualar nós dobramos o NaCl do produto. 

2. Balancear o ametal = Cloro (Cl)

Tem apenas um átomo de cloro no reagente, mas graças ao passo 1, agora tem 2 átomos de cloro no produto, então temos que dobrar o HCl no reagente para igualar. 

3. Balancear o Carbono (C)

O carbono não precisa ser mexido por enquanto já que tem um átomo de carbono de cada lado da equação. 

4. Balancear o Hidrogênio (H)

Graças ao passo 2, agora tem dois átomos de hidrogênio de cada lado da equação, então ele também já está balanceado.

5. Balancear o oxigênio (O)

Tem 3 átomos de oxigênio no produto e no reagente, por tanto ele também está balanceado. 

Como todos os elementos da equação já estão devidamente rearranjados proporcionalmente em relação a reagente e produto, então a equação está balanceada. Esse é o raciocínio da lei do macho que serve para a maioria das equações. 

Balanceamento por oxirredução 

Aqui vai complicar bastante, então preste atenção para fazer os exercícios sobre balanceamento de equações químicas.

O que é NOX? 

Antes de explicarmos esse balanceamento precisamos explicar o que é NOX (número de oxidação) já que esse método de balanceamento depende completamente desse conceito.

NOX é carga recebida por um átomo ao participar de uma ligação com outro átomo. Se a ligação química for iônica, o nox será a carga real, mas se for covalente (molecular) ele corresponderá à parte da carga que elemento receberia se a ligação fosse desfeita e houvesse diferença de eletronegatividade entre eles. 

Ficou confuso? Então acessa o nosso resumo com questões sobre Ligações Químicas para entender melhor. 

Basicamente, eletronegatividade é a tendência de um elemento a ganhar elétrons. Os ametais, por exemplo, são mais eletronegativos que os metais, por isso quando eles formam ligações, eles tendem a retirar elétrons dos metais até que os dois estejam equilibrados. Isso acontece quando cada um deles fica com 8 elétrons na camada mais externa. 

Exemplo: Molécula de água 

A molécula da água é formada por dois átomos de hidrogênio (H) e um de oxigênio (O). Isso não é à toa. O oxigênio tem 6 elétrons na sua camada mais externa (camada de valência) e o hidrogênio tem apenas um. Então, o oxigênio tende a puxar os elétrons de cada um dos dois hidrogênios para ficar com 8 na sua camada de valência. Logo, ele é mais eletronegativo.    

Fácil né? Se você entendeu isso, então já sabe que o NOX do oxigênio é -2, porque ele ganhou dois elétrons e o do hidrogênio é +1, porque cada hidrogênio perdeu um elétron. 

Ué, mas quem fica com carga positiva perde? Exato! Os elétrons são unidades de carga negativa, então ganhar elétrons significa negativar (reduzir) a sua carga, assim como perdê-los significa positivar (aumentar). É só inverter a lógica. 

Agora vamos conhecer alguns números de NOX

  • Hidrogênio (H): O NOX do hidrogênio sempre será +1. 
  • Oxigênio (O): O NOX do oxigênio na maioria das vezes será -2.   
  • Metais alcalinos (Família (coluna) 1A da tabela periódica): Todos os elementos dessa coluna tem NOX +1 quando encontrados em substâncias compostas (formadas por mais de um elemento)
  • Metais alcalino terrosos (Família (coluna) 2A da tabela periódica): Todos os elementos dessa coluna tem NOX +2 quando encontrados em substâncias compostas (formadas por mais de um elemento)
  • Halogênios (Família (coluna) 7A da tabela periódica): Todos os elementos dessa coluna tem NOX -1 quando são o mais eletronegativo da ligação (e normalmente eles são). 

Mas como reconhecer esses NOX na equação? 

Normalmente o NOX já vem prá você na questão, mas caso não venha lembre-se dessas regras:

  • O NOX de substâncias simples (N2 por exemplo) é zero!
  • Íons formados de um único átomo tem o NOX igual a carga desse átomo.
  • Substâncias compostas tem o NOX sempre zerado pela soma dos NOX de cada elemento formador. 
  • íons compostos sempre tem uma carga que é o resultado da soma dos NOX de cada elemento que o forma. Veja: 

Nesse exemplo a carga do íon completo é +1. Já sabemos que a carga fixa do hidrogênio é +1, mas são 4 hidrogênios, então a carga total do hidrogênio é +4. Sendo assim, a carga do nitrogênio (N) tem que ser suficiente para negativar essa carga até que ela seja +1, logo, a carga do nitrogênio é -3. Porque 4 – 3 = 1.   

Voltando ao Balanceamento por Oxirredução

Bom, agora que já demos uma grande volta, podemos retornar ao assunto principal e depois você pode fazer os exercícios sobre balanceamento de equações químicas com gabarito. 

O Balanceamento por Oxirredução é como se fosse dois balanceamentos em um. Agora, você não vai somente balancear as massas dos átomos, mas também cargas deles. E como o anterior, ele tem passos. 

Nota: Ele funciona apenas em equações de oxirredução 

Acompanhe o balanceamento dessa equação: 

KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O

  1. Determine o NOX de cada elemento 
NOX no balanceamento de equações químicas
NOX no balanceamento de equações químicas

Potássio (K) é um metal alcalino, por tanto sua carga é +1. 

Oxigênio (O) normalmente tem carga -2, mas são 4 átomos de oxigênio, então sua carga total é -8 

Dessa forma, a carga do Manganês (Mn) tem que ser suficiente para zerar o NOX de toda a substância composta. E como – 8 + 1 = – 7 a carga de Mn é o oposto disso, ou seja +7. 

Esse raciocínio de zerar a carga dita a determinação de NOX de todas as demais substâncias. Veja: 

No HCl, a carga do hidrogênio normalmente é +1 e a do cloro normalmente é -1, porque ele é um halogênio, mas você nem precisa se lembrar disso se você lembrar de que as cargas têm que se anular. Logo + 1 – 1 = 0. 

O mesmo vale para o KCl (metal alcalino de carga +1 com halogênio de carga -1 = 0). Para o (MnCl2). Se você não sabe o NOX do Mn é só lembrar que o do Cl é -1 porque ele é um halogênio. Aí você multiplica por 2 porque são 2 átomos de Cl. A carga do Mn tem que ser o bastante para dar 0, logo +2. 

(Cl2) já é uma substância simples então o seu NOX já é zero automaticamente e para a molécula de água é só aplicar a mesma lógica já explicada. 

2. Determine a variação do NOX 

Redução e oxidação no balanceamento de equações químicas
Redução e oxidação no balanceamento de equações químicas

É mais fácil do que o nome faz parecer. Veja, no reagente, a carga do Mn era +7 e no produto +2, a carga diminuiu, então ele sofreu redução. 

Se alguém reduziu, então alguém tem que oxidar, e nesse caso foi o Cl. Perceba que no reagente sua carga era -1 e no produto é 0.  Ou seja, nessa reação Mn ganhou 5 elétrons e o Cl perdeu um elétron. 

Agora, para calcular a variação do NOX nós multiplicamos a variação de elétrons (5 para o Mn e 1 para o Cl) pela maior atomicidade dos elementos em questão (o máximo de átomos de Mn na reação por substância foi 1 e no caso do Cl foram 2). 

Nota: Eu sei que é complicado, mas não existe nenhuma maneira mais clara de expressar isso. 

Sendo assim, temos os resultados das variações: 

KMnO4: ∆Nox = 5 .1 = 5

Cl2: ∆Nox = 1 .2 = 2

3. Inverta os valores obtidos no passo dois. 

Em uma reação de oxirredução os elétrons também são rearranjados, por tanto é a inversão de valores dará a proporção de oxidação e redução de cada substância. Ou seja, 5 será o coeficiente do (Cl2)  e 2 será o do (KMnO4). A equação ficará assim: 

2 KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + 5 Cl2 + H2O

4. Faça o balanceamento por tentativa da equação acima

Eu sei. Você deve estar querendo me matar agora por eu ter te feito passar por tudo isso só para te mandar fazer o básico de novo, mas assim é a vida. Em minha defesa, eu falei que eram dois balanceamentos em um, não falei? 

Ainda teria um terceiro método chamado Balanceamento pelo método algébrico, mas não vamos falar sobre ele porque os outros dois são mais do que suficientes para você que vai encarar uma prova ou vestibular de química. Então apenas saiba que ele existe. 

Exercícios sobre Balanceamento de Equações Químicas com Gabarito

Parabéns, você chegou longe. Hora de fazer os exercícios sobre Balanceamento de Equações Químicas com Gabarito. Boa sorte.  

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1) (UFPE) Considere as reações químicas abaixo.

Equações químicas
Equações químicas

Podemos afirmar que:

a) todas estão balanceadas.

b) 2, 3 e 4 estão balanceadas.

c) somente 2 e 4 estão balanceadas.

d) somente 1 não está balanceada.

e) nenhuma está corretamente balanceada, porque os estados físicos dos reagentes e produtos são diferentes.

2) (Mackenzie-SP) Aquecido a 800 °C, o carbonato de cálcio decompõe-se em óxido de cálcio (cal virgem) e gás carbônico. A equação corretamente balanceada, que corresponde ao fenômeno descrito, é:

(Dado: Ca — metal alcalino-terroso.)

Alternativas de equações químicas
Alternativas de equações químicas

3) (UFMG) A equação

Equação químicas desbalanceada do hidróxido de cálcio
Equação químicas desbalanceada do hidróxido de cálcio

não está balanceada. Balanceando-a com os menores números possíveis, a soma dos coeficientes estequiométricos será:

a) 4

b) 7

c) 10

d) 11

e) 12

4) (Enem 2015) Os calcários são materiais compostos por carbonato de cálcio, que podem atuar como sorventes do dióxido de enxofre (SO2), um importante poluente atmosférico. As reações envolvidas no processo são a ativação do calcário, por meio da calcinação, e a fixação de SO2 com a formação de um sal de cálcio, como ilustrado pelas equações químicas simplificadas.

Equações químicas do Carbonato de Cálcio
Equações químicas do cálcio

Considerando-se as reações envolvidas nesse processo de dessulfurização, a fórmula química do sal de cálcio corresponde a:

Alternativas de produto da equação
Alternativas de produto da equação

5) (Enem 2010) As mobilizações para promover um planeta melhor para as futuras gerações são cada vez frequentes. A maior parte dos meios de transporte de massa é atualmente movida pela queima de um combustível fóssil. A título de exemplificação do ônus causado por essa prática, basta saber que um carro produz, em média, cerca de 200g de dióxido de carbono por km percorrido.

Revista Aquecimento Global. Ano 2, no 8. Publicação do Instituto Brasileiro de Cultura Ltda.

Um dos principais constituintes da gasolina é o octano (C8H18). Por meio da combustão do octano é possível a liberação de energia, permitindo que o carro entre em movimento. A equação que representa a reação química desse processo demonstra que:

a) no processo há liberação de oxigênio, sob a forma de O2.

b) o coeficiente estequiométrico para a água é de 8 para 1 do octano.

c) no processo há consumo de água, para que haja liberação de energia.

d) o coeficiente estequiométrico para o oxigênio é de 12,5 para 1 do octano.

e) o coeficiente estequiométrico para o gás carbônico é de 9 para 1 do octano

Respostas dos Exercícios sobre Balanceamento de Equações Químicas 

Exercício resolvido da questão 1 –

b) 2, 3 e 4 estão balanceadas.

Exercício resolvido da questão 2 –

c)    

Equação química do carbonato de cálcio
Equação química do carbonato de cálcio

Exercício resolvido da questão 3 –

e) 12

Exercício resolvido da questão 4 –

b)

CaSO com 4 subscrito

Exercício resolvido da questão 5 –

e) o coeficiente estequiométrico para o gás carbônico é de 9 para 1 do octano

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