Exercícios sobre balanceamento de equações químicas
Carolina Batista
Professora de Química
O balanceamento de equações nos permite acertar a quantidade de átomos presentes na equação química para que ela se torne verdadeira e represente uma reação química.
Aproveita as questões a seguir para testar seus conhecimentos e confira as respostas comentadas após o gabarito para tirar as suas dúvidas.
Questão 1
(Mackenzie-SP)
Supondo que os círculos vazios e cheios, respectivamente, signifiquem átomos diferentes, então o esquema anterior representará uma reação química balanceada se substituirmos as letras X, Y e W, respectivamente, pelos valores:
a) 1, 2 e 3.
b) 1, 2 e 2.
c) 2, 1 e 3.
d) 3, 1 e 2.
e) 3, 2 e 2.
Alternativa d) 3, 1 e 2.
1º passo: Atribuímos letras para facilitar a compreensão da equação.
2º passo: somamos os índices para saber quem tem maior número de átomos na equação.
A
B
A e B aparecem apenas uma vez em cada membro da equação. Porém, se somarmos os índices observamos que A tem o maior valor. Por isso, iniciamos o balanceamento por ele.
3º passo: Balanceamos o elemento A transpondo os índices e transformando-os em coeficientes.
Observamos que automaticamente o elemento B foi balanceado e os coeficientes da equação são: 3, 1 e 2.
Questão 2
(Unicamp-SP) Leia a frase seguinte e transforme-a em uma equação química (balanceada), utilizando símbolos e fórmulas: “uma molécula de nitrogênio gasoso, contendo dois átomos de nitrogênio por molécula, reage com três moléculas de hidrogênio diatômico, gasoso, produzindo duas moléculas de amônia gasosa, a qual é formada por três átomos de hidrogênio e um de nitrogênio”.
Resposta:
Representando os átomos descritos na questão podemos entender que a reação ocorre da seguinte forma:
Chegamos então na equação:
Questão 3
O peróxido de hidrogênio é um composto químico que pode se decompor, formando água e oxigênio, conforme a equação química a seguir.
A respeito dessa reação a equação corretamente balanceada é:
a) H2O2 → O2 + H2O
b) 2H2O2 → O2 + 2H2O
c) H2O2 → 2O2 + H2O
d) 2H2O2 → 2O2 + 2H2O
Alternativa correta: b) 2H2O2 → O2 + 2H2O
Observe que o peróxido de hidrogênio uma substância química formada por átomos de dois elementos químicos: hidrogênio e oxigênio.
Após a reação de decomposição deve-se ter o mesmo número de átomos dos dois elementos tanto nos reagentes quanto nos produtos. Para isso, precisamos efetuar o balanceamento da equação.
Observe que temos 2 átomos de hidrogênio no reagente (H2O2) e dois átomos no produto (H2O). Entretanto, o oxigênio apresenta dois átomos no reagente (H2O2) e três átomos nos produtos (H2O e O2).
Se colocarmos o coeficiente 2 antes do peróxido de hidrogênio dobramos o número de átomos dos elementos.
Observe que se colocarmos o mesmo coeficiente junto à fórmula da água teremos a mesma quantidade de átomos dos dois lados.
Portanto, a equação química corretamente balanceada é 2H2O2 → O2 + 2H2O.
Questão 4
(UFPE) Considere as reações químicas abaixo.
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.
Alternativa b) 2, 3 e 4 estão balanceadas.
As alternativas 1 e 5 estão incorretas porque:
A equação 1 não está balanceada, o balanceamento correto seria:
A equação 5 está incorreta, pois o composto formado na reação seria H2SO3.
Para formar o H2SO4 deveria estar incluído na equação a oxidação do SO2.
Questão 5
(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.)
Alternativa c)
O cálcio é um metal alcalino terroso e para ter estabilidade o cálcio precisa de 2 elétrons (Ca2+), que é a carga do oxigênio (O2-).
Sendo assim, um átomo de cálcio se liga a um átomo de oxigênio e o composto formado é CaO, que é a cal virgem.
O outro produto é o gás carbônico (CO2). Ambos são formados pelo carbonato de cálcio (CaCO3).
Colocando em equação:
Observamos que as quantidades de átomos já estão corretas e não precisam de balanceamento.
Questão 6
(UFMG) A equação 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
Alternativa e) 12
Utilizando o método das tentativas, a ordem de balanceamento será:
1º passo: Como o elemento que aparece apenas uma vez em cada membro e tem maior índice é o cálcio, iniciamos o balanceamento por ele.
2º passo: Seguimos o balanceamento pelo radical PO43-, que também só aparece uma vez.
3º passo: balanceamos o hidrogênio.
Com isso, observamos que automaticamente a quantidade de oxigênio foi ajustada e o balanceamento da equação é:
Lembrando que quando o coeficiente é 1 não precisa escrevê-lo na equação.
Somando os coeficiente temos:
Questão 7
A combustão é um tipo de reação química em que ocorre liberação de energia na forma de calor.
Na combustão completa de uma substância formada por carbono e hidrogênio há a formação de dióxido de carbônico e água.
Observe as reações de combustão dos hidrocarbonetos e responda qual das equações abaixo está balanceada da forma incorreta:
a) CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
b) C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
c) C4H10 + 13/3O2 → 4CO2 + 5H2O
d) C2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O
Resposta incorreta: c) C4H10 + 13/3O2 → 4CO2 + 5H2O
Para balancear as equações químicas vamos primeiro observar que elemento aparece apenas uma vez em cada membro da equação.
Observe que carbono e hidrogênio formam apenas um reagente e um produto em cada equação apresentada.
Vamos então iniciar o balanceamento pelo hidrogênio, pois tem um maior número de átomos.
Portanto, a ordem do balanceamento será:
Hidrogênio
Carbono
Oxigênio
Hidrogênio
Como no produto tem-se 2 átomos de hidrogênio, inserimos um número como coeficiente que multiplicado por 2 obtém-se como resultado o número de átomos de hidrogênio do reagente.
a) CH4 + O2 → CO2 + 2H2O
b) C3H8 + O2 → CO2 + 4H2O
c) C4H10 + O2 → CO2 + 5H2O
d) C2H6 + O2 → CO2 + 3H2O
Carbono
O balanceamento é feito transpondo o índice do carbono no reagente e usando-o como coeficiente no produto que tem átomos desse elemento.
a) CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
b) C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
c) C4H10 + 13/2O2 → 4CO2 + 5H2O
d) C2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O
Desta forma, a alternativa c) C4H10 + 13/3O2 → 4CO2 + 5H2O é que não apresenta o balanceamento correto.
Questão 8
(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.
Considerando-se as reações envolvidas nesse processo de dessulfurização, a fórmula química do sal de cálcio corresponde a:
Alternativa b)
Como a reação está balanceada os átomos que constam nos reagentes devem estar em mesma quantidade nos produtos. Dessa forma,
O sal formado é composto por:
1 átomo de cálcio = Ca
1 átomo de enxofre = S
4 átomos de oxigênio = O4
Portanto, a fórmula química do sal de cálcio corresponde a CaSO4.
Questão 9
(UFPI) A reação de X com Y é representada a seguir. Determine qual das equações melhor representa a equação química balanceada.
Alternativa a)
Na figura observamos que a espécie X é um átomo sozinho enquanto Y é diatômico, ou seja, é formado pela junção de 2 átomos. Sendo assim X reage com Y2.
O produto formado é representado por XY, sendo a equação não balanceada:
Balanceamos a equação da seguinte forma:
Conforme a equação balanceada, a figura abaixo nos mostra como ocorre a reação e a sua proporção.
Para ocorrer uma reação deve haver uma proporção fixa e por isso algum composto pode não reagir. Isso é o que nos mostra a figura, pois no produto vemos que um Y2 não reagiu.
Questão 10
(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
Alternativa d) o coeficiente estequiométrico para o oxigênio é de 12,5 para 1 do octano.
Ao balancear a equação encontramos os seguintes coeficientes:
Iniciamos o balanceamento pelo hidrogênio que aparece apenas uma vez em cada membro e tem maior índice. Como existe 18 átomos de hidrogênio reagente, no produto há 2, logo, precisamos adicionar um número que multiplicado por 2 resulte em 18. Por isso 9 é o coeficiente.
Em seguida, adicionamos o coeficiente 8 à frente do CO2 para termos 8 carbonos em cada membro da equação.
Por último, é só somar a quantidade de oxigênio no produto e encontrar o valor que multiplicado por 2 nos dê 25 átomos de oxigênio. Por isso, escolhemos 25/2 ou 12,5.
Sendo assim, para a combustão de 1 octano é consumido 12,5 de oxigênio.
Questão 11
(Fatec-SP) Uma característica essencial dos fertilizantes é a sua solubilidade em água. Por isso, a indústria de fertilizantes transforma o fosfato de cálcio, cuja solubilidade em água é muito reduzida, num composto muito mais solúvel, que é o superfosfato de cálcio. Representa-se esse processo pela equação:
onde os valores de x, y e z são, respectivamente:
a) 4, 2 e 2.
b) 3, 6 e 3.
c) 2, 2 e 2.
d) 5, 2 e 3.
e) 3, 2 e 2.
Alternativa e) 3, 2 e 2.
Pelo método algébrico formamos equações para cada elemento e igualamos a quantidade de átomos no reagente com a quantidade de átomos no produto. Sendo assim:
Equação balanceada:
Questão 12
Faça o balanceamento das equações abaixo utilizando o método das tentativas.
Resposta:
A equação é composta pelos elementos hidrogênio e cloro. Balanceamos os elementos apenas adicionando coeficiente 2 à frente do produto.
A equação não precisou ser balanceada, pois as quantidades de átomos já estão ajustadas.
O fósforo tem dois átomos nos reagentes, sendo assim, para balancear esse elemento ajustamos a quantidade de ácido fosfórico no produto para 2H3PO4.
Após isso, observamos que o hidrogênio ficou com 6 átomos no produto, balanceamos a quantidade desse elemento adicionando coeficiente 3 ao reagente que o contém.
Com os passos anteriores, a quantidade de oxigênio foi acertada.
Observando a equação vemos que as quantidades de hidrogênio e bromo nos produtos são o dobro do que se tem nos reagentes, sendo assim, adicionamos coeficiente 2 ao HBr para balancear esses dois elementos.
Cloro tem 3 átomos nos produtos e apenas 1 nos reagentes, por isso balanceamos colocando coeficiente 3 antes do HCl.
O hidrogênio ficou com 3 átomos nos reagentes e 2 átomos nos produtos. Para ajustar as quantidades transformamos o índice do H2 em coeficiente, multiplicamos pelo 3 que já havia no HCl e chegamos ao resultado de 6HCl.
Ajustamos as quantidades de cloro nos produtos para também termos 6 átomos e obtemos 2AlCl3.
O alumínio ficou com 2 átomos nos produtos, ajustamos a quantidade nos reagentes para 2Al.
Balanceamos a quantidade de hidrogênio no produto para 3H2 e ajustamos a quantidade de 6 átomos desse elemento em cada termo da equação.
Na equação o radical nitrato (NO3-) tem índice 2 no produto, transformamos o índice em coeficiente no reagente para 2AgNO3.
A quantidade de prata precisou ser ajustada, já que passou a ter 2 átomos nos reagentes, por isso temos no produto 2Ag.
Nos reagentes temos 4 átomos de hidrogênio e para balancearmos esse elemento adicionamos coeficiente 2 ao produto HCl.
O cloro passou a ter 4 átomos nos produtos, ajustamos então a quantidade no reagente para 2Cl2.
Temos 6 átomos de hidrogênio nos reagentes e para balancear esse elemento ajustamos a quantidade de água para 3H2O.
Temos 2 átomos de carbono nos reagentes e para balancear esse elemento ajustamos a quantidade de gás carbônico para 2CO2.
O oxigênio precisa ter 7 átomos nos reagentes e para balancear esse elemento ajustamos a quantidade de oxigênio molecular para 3O2.
Observando a equação, o radical nitrato (NO3-) tem índice 2 no produto. Transformamos o índice em coeficiente 2 no reagente AgNO3.
Temos 2 átomos de prata nos reagentes e para balancear esse elemento ajustamos a quantidade de cloreto de prata no produto para 2AgCl.
Temos 3 átomos de cálcio no produto e para balancear esse elemento ajustamos a quantidade de nitrato de cálcio no reagente para 3Ca(NO3)2.
Ficamos então com 6 radicais NO3- nos reagentes e para balancear esse radical ajustamos a quantidade de ácido nítrico nos produtos para 6HNO3.
Passamos a ter 6 átomos de hidrogênio nos produtos e para balancear esse elemento ajustamos a quantidade de ácido fosfórico no reagente para 2H3PO4.
Saiba mais sobre cálculos com equações químicas em:
Bacharela em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018) e Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011).
BATISTA, Carolina. Exercícios sobre balanceamento de equações químicas.Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-balanceamento-quimico/. Acesso em:
não está balanceada. Balanceando-a com os menores números possíveis, a soma dos coeficientes estequiométricos será:
