Estequiometria – Balanceamento de Equações Químicas

Estequiometria – Balanceamento de Equações Químicas

A Estequiometria é o termo usado para se referir a todos os aspectos quantitativos de composição e reação química. Veremos agora, como se utilizam as equações químicas no cálculo das quantidades exatas de reagentes que se devem misturar para que ocorra uma reação completa, onde não há excesso de nenhum reagente.

A palavra estequiometria vem das palavras gregas stoicheon, significando elemento e metron, significando medida. Atualmente, é definida como o estudo das quantidades de substâncias consumidas e formadas em reações químicas.

Assim como os símbolos químicos e as fórmulas representam elementos e compostos, as equações químicas representam as reações. Assim, uma equação química é uma descrição abreviada das modificações que ocorrem durante uma reação química, como um tipo de descrição do que ocorre olhando-se para o que se tem antes e depois. Umas das propriedades mais úteis de uma equação química é que ela nos permite determinar as relações quantitativas existentes entre os reagentes e os produtos. No entanto, para ser útil neste aspecto, a equação deve estar balanceada; isto é, deve obedecer à lei da conservação da massa, tendo o mesmo número de átomos de cada espécie em ambos os lados da seta. Uma equação balanceada é consistente com o fato de que, nas reações químicas, átomos não são criados ou destruídos.

Balanceamento de Equações Químicas

O balanceamento de equações pode ser feito calculando-se as quantidades de átomos dos reagentes e dos produtos e determinando-se os coeficientes, de forma a igualar o número de átomos nos reagentes e produtos, para cada elemento químico. Deve-se processar a contagem dos átomos, elemento por elemento, começando pelos que tiverem maior índice e que aparecerem apenas em uma substância de cada lado.

Esse balanceamento pode ser feito seguindo-se diferentes caminhos, mas para facilitar recomendam-se os passos subsequentes:

1° PASSO

Representar a equação química em estudo. Sempre que possível devese indicar o estado de agregação das substancias envolvidas – sólido (s), líquido (l), gás (g) – e, quando se tratar de uma solução aquosa (substância dissolvida em água), usa-se a sigla (aq).

H₂(g) + O₂(g) → H₂O(l)

2° PASSO

Escolher um elemento químico que só apareça em um dos reagentes e em um dos produtos e acertar os coeficientes das substâncias nas quais aparece, usando o índice do elemento nos reagentes como coeficiente nos produtos e vice-versa.

No caso da reação da água, podemos escolher o oxigênio.

3° PASSO

Acertar os demais coeficientes considerando os indicados. O objetivo é que se tenha, para cada tipo de átomo, a mesma quantidade nos reagentes e nos produtos (veja abaixo).

2 H₂(g) + 1 O₂(g) → 2 H₂O(l)

Nas equações em que estejam representados vários elementos químicos, recomenda-se iniciar o balanceamento selecionando a substância que contenha o elemento químico com maiores índices.

Lembramos não ser possível, em hipótese alguma, a alteração dos índices das fórmulas das substâncias. Se alterarmos os índices de uma substância, estaremos alterando os constituintes, e a equação representará uma reação química diferente da fornecida inicialmente.

Vejamos outros exemplos:

1. Balanceie a equação química em que o alumínio metálico (Al) reage com o gás oxigênio (O2) produzindo o óxido de alumínio (Al2O3), substância branca sólida.

1° PASSO Al(s) + O₂(g) → Al2O3(s)

2° PASSO Al(s) + 3 O₂(g) → Al2O3(s)

3° PASSO Considerando que nos produtos já foi identificado o coeficiente do dióxido de alumínio, podemos agora determinar o coeficiente do alumínio nos reagentes, 4 Al(s) + 3 O₂(g) → 2 Al₂O₃(s)

Vejamos outros exemplos:

2. Balanceie a equação de combustão do gás metano (CH₄), que produz gás carbônico (CO₂) e água.

1° PASSO CH₄(g) + O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(l)

2° PASSO Tendo em conta que o oxigênio está presente em duas substâncias (CO2 e H2O) e que o hidrogênio possui maior índice, deve-se escolher o hidrogênio como primeiro elemento a ser balanceado.

2 CH₄(g) + O₂(g) → CO₂(g) + 4 H₂O(l)

3° PASSO Considerando que já foram acertados os coeficientes do CH4 e da água, deve-se acertar o coeficiente do CO2 e finalmente do O2. Este é determinado a partir do total de átomos de oxigênio nos produtos [(2 . 2) + (4 . 1)], dividido pelo índice do O₂.

2 CH₄(g) + 4 O₂(g) → 2 CO₂(g) + 4 H₂O(l)

O que implica: CH₄(g) + 2 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(l)

Referência: Química cidadã: materiais, substâncias, constituintes, química ambiental e suas aplicações sociais, volume 1: ensino médio / Wildson Luiz Pereira dos Santos, Gerson de Souza Mól, (coords.). – 1 ed.– São Paulo: Nova Geração, 2010. (Coleção química para a nova geração)