O que são Reações Químicas e Balanceamento por Tentativa
1. O que é uma reação química?
Imagine que você está cozinhando: você junta os ingredientes, mistura tudo e, no final, tem um prato completamente diferente do que tinha no começo.
Acontece quase a mesma coisa em uma reação química.
Uma reação química ocorre quando substâncias (os reagentes) sofrem transformações e dão origem a novas substâncias (os produtos).
Essa mudança pode ser percebida de várias formas: mudança de cor, formação de gás, liberação de calor, entre outros.
Exemplos do dia a dia:
- A ferrugem que aparece no ferro exposto à umidade.
- A combustão da gasolina dentro do motor de um carro.
- A digestão dos alimentos no nosso corpo.
Para representar essas transformações, usamos equações químicas, que nada mais são do que uma forma simbólica de descrever a reação.
Toda reação química é escrita da seguinte forma:
Reagentes → Produtos
Por exemplo, a combustão do gás de cozinha (propano) pode ser representada assim:
C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O
Antes da seta, à esquerda, temos C₃H₈ e O₂ como nossos reagentes. À direita, temos CO₂ e H₂O como nossos produtos.
(Recurso visual: Ilustração comparando uma reação química a uma receita de bolo, mostrando os "ingredientes" antes e depois da transformação.)
2. O que significa balancear uma equação química?
Já entendemos o que é reação química e como representamos uma. Para tudo fazer sentido, vamos só lembrar da Lei de Lavoisier.
Também conhecida como Lei da Conservação da Massa, a Lei de Lavoisier diz que: "Na natureza, nada se cria, nada se perde, tudo se transforma."
Isso significa que, em uma reação química, a quantidade de átomos de cada elemento precisa ser a mesma antes e depois da reação.
Nós não podemos criar nem destruir átomos do nada, apenas reorganizá-los.
Vamos voltar à reação da combustão do propano:
C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O
Se contarmos os átomos de cada lado, perceberemos que eles não estão em quantidades iguais.
Nesse exato momento, temos 3 carbonos nos reagentes e apenas 1 nos produtos; 8 hidrogênios nos reagentes e apenas 2 nos produtos; 2 oxigênios nos reagentes e 3 nos produtos.
Para resolver isso, precisamos balancear a equação.
(Recurso visual: Quadro mostrando a contagem dos átomos antes e depois do balanceamento.)
3. Método da tentativa
O método da tentativa é a maneira mais simples e intuitiva de balancear uma equação.
Se o assunto da sua prova não for balanceamento por oxirredução ou por qualquer outro método específico,
é muito provável que você só utilize o método da tentativa para o resto da sua vida.
O que é muito bom, já que ele é disparado o mais fácil.
Ele consiste em ir ajustando os coeficientes (os números que colocamos antes das fórmulas) até que o número de átomos de cada elemento fique igual nos dois lados da equação.
Passo a passo do método da tentativa:
1️⃣ Liste os elementos presentes na equação e conte quantos átomos de cada um existem em reagentes e produtos.
2️⃣ Comece pelos elementos que aparecem em menos compostos, de preferência aqueles que aparecem uma única vez em cada lado.
3️⃣ Deixe hidrogênio (H) e oxigênio (O) por último, pois eles costumam aparecer em várias substâncias. Eles são bons para conferir se você acertou.
4️⃣ Ajuste os coeficientes um de cada vez, tentando igualar o número de átomos de cada lado.
5️⃣ Verifique se a equação ficou balanceada contando os átomos novamente.
Vamos balancear a combustão do propano (C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O):
O carbono só aparece uma vez de cada lado. Temos 3 nos reagentes e 1 nos produtos. Portanto, você escolhe o lado que tem mais e coloca o coeficiente 1.
1 C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O
Se temos 3 carbonos nos reagentes, precisamos de 3 nos produtos. Atualmente só temos um, então precisamos multiplicar o composto por 3.
1 C₃H₈ + O₂ → 3 CO₂ + H₂O
Falta hidrogênio e oxigênio. Já temos a quantidade certa de hidrogênios nos reagentes, 1 x 8 = 8 átomos. Logo, precisamos de 8 nos produtos.
Se só temos dois nos produtos até agora, precisamos multiplicar o composto por 4.
1 C₃H₈ + O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O
Temos todos os oxigênios dos produtos, que são (3 x 2) + (4 x 1) = 6 + 4 = 10 átomos.
Se temos 10 de um lado, precisamos de 10 do outro. Se atualmente temos 2 oxigênios nos reagentes, precisamos multiplicar por 5.
1 C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O
Equação balanceada:
1C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
Esses números (1, 5, 3 e 4) são o que nós chamamos de coeficientes estequiométricos.
4. Exercícios para fixação
Temos mais cinco exemplos. Farei mais dois, cada vez de maneira mais automática, e deixarei três para você fazer. Vamos lá.
EXEMPLO 1️⃣: Fe + O₂ → Fe₂O₃
Começamos pelo ferro: temos um nos reagentes e dois nos produtos.
Então colocamos 1 no lado que tem mais átomos (produto) e multiplicamos nos reagentes o quanto falta (multiplicamos por 2)
2 Fe + O₂ → 1 Fe₂O₃
Temos 3 oxigênios nos produtos e 2 oxigênios nos reagentes. Para igualar, precisamos multiplicar os reagentes por 3/2.
2 Fe + 3/2 O₂ → 1 Fe₂O₃
ATENÇÃO! SEMPRE DEIXE OS COEFICIENTES COM OS MENORES NÚMEROS INTEIROS POSSÍVEIS!
A grande maioria das questões pede para que todos os coeficientes sejam inteiros e que eles sejam os menores possíveis.
Portanto, vamos multiplicar toda a reação por 2, para tirar a fração:
(2 Fe + 3/2 O₂ → 1 Fe₂O₃) x 2 = 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃.
Perceba que o balanceamento 8 Fe + 6 O₂ → 4 Fe₂O₃ também está certo. Porém, não estão com os menores coeficientes, não é a versão mais simplificada.
EXEMPLO 2️⃣: H₂ + O₂ → H₂O
Começamos pelo hidrogênio. Temos a mesma quantidade nos dois lados, então colocamos 1 nos dois lados.
1 H₂ + O₂ → 1 H₂O
Temos dois oxigênios nos reagentes e apenas um nos produtos, então multiplicamos por 1/2 os reagentes.
1 H₂ + 1/2 O₂ → 1 H₂O
Multiplicamos toda a reação por 2 para sumir a fração.
2 H₂ + 1 O₂ → 2 H₂O
EXEMPLO 3️⃣: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O
EXEMPLO 4️⃣: Na + H₂O → NaOH + H₂
EXEMPLO 5️⃣: Al + HCl → AlCl₃ + H₂
Gabarito:
3️⃣ 1 CH₄ + 2 O₂ → 1 CO₂ + 2 H₂O
4️⃣ 2 Na + 2 H₂O → 2 NaOH + 1 H₂
5️⃣ 2 Al + 6 HCl → 2 AlCl₃ + 3 H₂
