O balanceamento químico serve para deixar uma reação química equilibrada, sem números a mais de átomos nos reagentes ou produtos da equação. Eles são importantes, especialmente, para realizar cálculos estequiométricos e conseguir mais informações sobre determinados processos químicos e físicos.
O texto a seguir é um resumo sobre balanceamento de equações químicas, com exemplos práticos de como realizar esse processo. Todos os modelos foram retirados de questões do vestibular, então, não perca o passo a passo de resolução desses exercícios. Vamos lá!
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Definição de balanceamento químico
Em uma reação química, existem as substâncias reagentes, que são adicionadas no meio para interagir entre si. O resultado dessa interação são os produtos da reação química. Nesse cenário, o balanceamento químico são todas as etapas realizadas para descrever um processo químico de maneira equilibrada.
Um dos princípios que norteiam essa manipulação dos números é uma lei fundamental da química, criada por Lavoisier, que afirma que na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma. Assim, todos os átomos reagentes precisam aparecer no produto da reação.
Dessa forma, independentemente do tipo de equação química observada, os átomos poderão aparecer em novas configurações moleculares, desde que não “desapareçam” depois do processo.
Reação não balanceada
1 Na(aq)+ + 2 Cl(aq)– → NaCl(aq)
Observe a reação química acima. Note que um dos ânions cloreto “desaparecem” nos produtos da equação. Afinal, existe apenas 1 Cl– na molécula de cloreto de sódio(NaCl). Consideramos, então, que o processo não está balanceado, porque a quantidade de produtos e de reagentes é diferente.
Reação balanceada
No caso das reações inorgânicas ou orgânicas que passaram por balanceamento químico, as proporções são contínuas e todos os reagentes estarão presentes nos produtos.
Para elucidar essa ideia, imagine uma balança: é necessário que o peso das moléculas do lado esquerdo da seta seja igual ao peso dos entes químicos que estão à direita das seta. Ou seja, a balança ficaria equilibrada, como demonstra a figura acima.
2 H2 + O2 → 2H2O
A reação de formação da água está balanceada. Para conferir essa afirmação, você pode criar uma tabela e somar o número de átomos de hidrogênio e oxigênio presentes nos produtos e nos reagentes, assim:
| Reagentes | Produtos | |
| Hidrogênio (H) | 2 H2 = 2*2 = 4 átomos | 2 H2 = 2*2 = 4 átomos |
| Oxigênio (O) | O2 = 2 átomos | 2 O = 2 átomos |
Perceba que, com a multiplicação dos coeficientes pelos números de átomos em cada molécula, encontra-se um equilíbrio numérico. Nesse caso, toda a matéria está passando por transformações e assumindo novos arranjos químicos, sem criação ou perda.
É interessante citar que equações em balanceamento químico assumem uma proporção química. Isso significa que, se multiplicarmos um dos coeficientes por x, é possível multiplicar todos os outros por x e manter a proporção equilibrada, assim:
2*5 H2 + 1*5 O2 → 2*5 H2O
10 H2 + 5 O2 → 10 H2O
| 10 H2 + 5 O2 → 10 H2O | Reagentes | Produtos |
| Hidrogênio (H) | 10 H2 = 10*2 = 20 átomos | 10 H2 = 10*2 = 20 átomos |
| Oxigênio (O) | 5 O2 = 5*2 = 10 átomos | 10 O = 10 átomos |
Como fazer balanceamento químico?
Método da tentativa e erro
Para realizar o balanceamento químico por tentativa e erro, você precisará observar os valores e coeficientes apresentados ao longo da reação. Depois de analisados, é possível adicionar um coeficiente que faça mais sentido para você no elemento químico que aparece apenas uma vez na equação e realizar todos os cálculos a partir disso.
Ao final, fazemos a tabela e podemos entender se a reação está devidamente balanceada. Acompanhe o processo de resolução a seguir!
(UEPA) Considerando-se a equação química não balanceada
Mg + HCl → MgCl2 + H2
e admitindo-se, num balanceamento, o coeficiente 6 (seis) para cada produto, o coeficiente de cada reagente será, respectivamente:
a) 3 e 6.
b) 6 e 6.
c) 6 e 12.
d) 12 e 6.
e) 12 e 12.
O enunciado considera que os coeficientes dos produtos é igual a 6, conforme descrito a seguir:
Mg + HCl → 6 MgCl2 + 6 H2
Como nenhum elemento aparece apenas uma vez na equação química, é necessário escolhermos o elemento químico com maior número de átomos.
No lado dos reagentes, o cloro aparece com 12 átomos, assim como o hidrogênio. Você pode prosseguir com o átomo que se sentir mais confortável. Aqui, utilizaremos o cloro.
A partir disso, observamos que o Cl presente nos produtos está com coeficiente 1. A melhor forma de fazer com que tenha 12 átomos de cloro, então, é multiplicar o coeficiente por 12. Por enquanto, então, a equação química está assim:
Mg + 12 HCl → 6 MgCl2 + 6 H2
Perceba que o número de átomos de hidrogênio nos reagentes e produtos também se igualou após a operação efetuada anteriormente. Portanto, precisamos balancear o número de átomos de magnésio!
O Mg aparece com 6 átomos nos produtos, mas apenas 1 nos reagentes. Então, se multiplicarmos o coeficiente de Mg por 6, teremos uma reação balanceada: 6 Mg + 12 HCl → 6 MgCl2 + 6 H2.
Para conferir, vamos montar a tabela:
| 6 Mg + 12 HCl → 6 MgCl2 + 6 H2 | Reagentes | Produtos |
| Hidrogênio (H) | 12 H = 12 átomos | 6 H2 = 6*2 = 12 átomos |
| Magnésio (Mg) | 6 Mg = 6 átomos | 6 Mg = 6 átomos |
| Cloro (Cl) | 12 Cl = 12 átomos | 6 Cl2 = 6*2 = 12 átomos |
Método algébrico para balanceamento químico
Uma outra forma de realizar o balanceamento químico é com o método algébrico. Ele é utilizado, com mais frequência, em equações longas e complexas, porque fornece mais segurança ao estudante, já que utiliza ferramentas matemáticas.
O primeiro passo é transformar todos os coeficientes em números. A multiplicação entre o coeficiente e o número subscrito no elemento fornece o número total de átomos naquela molécula.
Depois, igualamos os átomos de mesmo elemento presentes nos reagentes com os átomos que estão do lado dos produtos. Para isso, atribuímos um valor aleatório para uma das incógnitas e seguimos com o cálculo matemático. Ao fim, encontra-se uma reação química balanceada.
É importante também que, na conclusão do processo, todos os coeficientes estejam nos menores números inteiros possíveis.
(UFMG) A equação Ca(OH)2 + H3PO4 → Ca3(PO4)2 + H2O 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.
a Ca(OH)2 + b H3PO4 → c Ca3(PO4)2 + d H2O
| Reagentes | Produtos | Igualdade | |
| Ca | a.1 | c.3 | a = 3c |
| O | a.2 + b.4 | c.2.4 + d.1 | 2a + 4b = 8c + d |
| H | a.2 + b.3 | d.2 | 2a + 3b = 2d |
| P | b.1 | c.2 | b = 2c |
Vamos admitir que a=6 e iniciar os cálculos!
a = 3c
6 = 3 c
c = 2
b = 2c
b = 2.2
b = 4
2a + 4b = 8c + d
2.6 + 4.4 = 8.2 + d
28 = 16 + d
d = 12
A princípio, nossa equação está definida em: 6 Ca(OH)2 + 4 H3PO4 → 2 Ca3(PO4)2 + 12 H2O.
O enunciado pede os menores coeficientes possíveis, então, vamos pegar dividi-los pelo máximo divisor comum, que será o número 2. A reação química balanceada será, então:
3 Ca(OH)2 + 2 H3PO4 → 1 Ca3(PO4)2 + 6 H2O
A soma dos coeficientes é 3 + 2 + 1 + 6 = 12, conforme alternativa E.
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