16 classificacao e balanceamento de reacoes

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www.quimica10.com.br 16 - CLASSIFICAÇÃO E BALANCEAMENTO DE REAÇÕES A natureza é regida por reações químicas bem definidas, as quais transformam materiais e trocam energia com o meio, sendo que as transformações dos materiais acontecem naturalmente ou pela mão do homem. Podemos exemplificar uma infinidade de procedimentos como reações químicas, porém aqui só abordaremos as classes mais importantes para a Química Inorgânica. A figura acima mostra o tratamento da água que ira beneficiar milhões de pessoas. I - Classificação das principais Reações Químicas Inorgânicas. 1 - Reações de Síntese ou Adição. São reações em que 2 ou mais regentes formam um único produto. Será chamada de síntese total quando os reagentes são substâncias simples. Exemplos: 1/2H 2 (g) + 1/2Br 2 (g) HBr(g) – síntese total CaO(s) + H 2 O(liq)Ca(OH) 2 (aq) – síntese parcial 2 - Reação de Análise ou Decomposição. São reações em que 1 reagente se desdobra em 2 ou mais produtos. Exemplos: H 2 SO 3 (aq) H 2 O(liq) + SO 2 (g)

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16 - CLASSIFICAÇÃO E BALANCEAMENTO DE REAÇÕESA natureza é regida por reações químicas bem definidas, as quais transformam

materiais e trocam energia com o meio, sendo que as transformações dos materiais

acontecem naturalmente ou pela mão do homem. Podemos exemplificar uma infinidade

de procedimentos como reações químicas, porém aqui só abordaremos as classes mais

importantes para a Química Inorgânica.

A figura acima mostra o tratamento da água que ira beneficiar milhões de pessoas.

I - Classificação das principais Reações Químicas Inorgânicas.

1 - Reações de Síntese ou Adição.

São reações em que 2 ou mais regentes formam um único produto. Será chamada de

síntese total quando os reagentes são substâncias simples. Exemplos:

1/2H2(g) + 1/2Br2(g) HBr(g) – síntese total

CaO(s) + H2O(liq)→ Ca(OH)2(aq) – síntese parcial

2 - Reação de Análise ou Decomposição.

São reações em que 1 reagente se desdobra em 2 ou mais produtos.

Exemplos:

H2SO3(aq) → H2O(liq) + SO2(g)

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NH4OH(aq) NH3(g) + H2O(liq)

As reações de análise podem receber nomes particulares de acordo com o agente que

promove a decomposição. em:

Fotólise: é a decomposição pela ação da luz.

Exemplo:

H2O2(aq) luz→H2O(liq) + 1/2O2(g)

Pirólise: é a decomposição pela ação do calor.

Exemplo:

CaCO3(s) fogo→CaO(s) + CO2(g)

Eletrólise: é a reação de análise produzida pela passagem de corrente elétrica.

Exemplo:

Al2O3(fundido) eletricidade 2Al(s) + 3/2O2(g)

3 - Reações de Deslocamento ou Simples Troca.

São reações em que um elemento mais reativo toma o lugar do elemento menos reativo

de mesma espécie em um composto. Dessa forma o metal mais reativo desloca o menos

reativo e o ametal mais reativo desloca o ametal menos reativo. Observe as reações:

Na + AgNO3 NaNO3 + Ag (sódio é mais reativo que a prata)

F2 + 2NaCl 2NaF + Cl2 (flúor é mais reativo que o cloro)

Pelos exemplos acima, observamos que a reação de deslocamento pode ocorrer tanto

para cátions como para ânions, dessa maneira se faz importante sabermos a força reativa

dos metais e ametais.

Reatividade dos metais.

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Reatividade dos ametais.

4 - Reações de dupla troca.

Acontecem com a troca de ânion e cátions de regentes compostos, de acordo com a

equação geral a seguir:

AB + CD →AD + CB, onde A e C são cátions.

Exemplos:

NaCl + AgNO3→NaNO3 + AgCl(s)

CaCO3 + 2HCl →CaCl2 + H2O + CO2

5 - Reação de Oxi-redução ou Redox.

São reações que ocorrem com transferência de elétrons de um átomo, íon ou molécula,

para outro átomo, íon ou molécula. Observe a equação a seguir:

H2 + Cl2 → 2HCl, tirando o nóx dos reagentes e produto temos:

H2 = 0 Cl2 = 0 HCl H =+1 e Cl = -1

H - sofre oxidação

C l – sofre redução

H2 – agente redutor

Cl2 - agente oxidante

Verifique que o nox do H aumentou e o nox do Cl diminuiu. Dizemos então que o H oxidou

e o Cl reduziu. O processo de oxidação e redução são simultâneos, pois quem oxida

transfere elétrons para que reduz. Desta forma dizemos que quem oxida é agente redutor

(promove a redução) e quem reduz é agente oxidante (promove a oxidação).

II – Balanceamento de reações.

Balanceamento de reações de óxido-redução

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O acerto de coeficientes das reações de redox deve ser feito de maneira metódica, apartir

das regras apresentadas a seguir:

1º) Determinar, na equação química, qual espécie se oxida e qual se reduz, para tanto

devemos determinar o nox de cada elemento presente na equação química.

2º) Identificar os elementos que tiveram variação de nox, pois estes determinarão os

coeficiente pelos quais começaremos a balancear a reação.

3º) Encontrar os valores de Δoxid. e Δred.

Δoxid = número de elétrons perdidos x atomicidade do elemento.

Δred = número de elétrons recebidos x atomicidade do elemento

4º) Sempre trabalhar com os menores valores possíveis de Δoxid e Δred.

5º) Para igualar os elétrons nos processos de oxidação e redução, tornar o Δoxid

coeficiente da substância que contém o átomo que se reduz e o Δred o coeficiente da

substância que contém o átomo que se oxida.

6º) Os coeficientes das demais substâncias são determinados por tentativas, baseando-

se na conservação dos átomos.

Exemplo:

K2Cr2O7 + Na2C2O4 + H2SO4 K2SO4 + Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O + CO2

Observe a variação de nox do Cr e do C.

Acima determinamos os valores de ∆oxi e ∆red.

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Acima iniciamos o acerto de coeficientes, trocando os valores de ∆oxi e ∆red como

coeficientes.

Acima acertamos os coeficientes das demais substâncias por tentativa,

respeitando a conservação dos átomos.

Balanceamento por tentativa (método direto).

Para efetuar o balanceamento por tentativa, devemos sempre observar a

preservação de átomos dos elementos participantes da reação. Pode-se tenatr

identificar algumas técnicas para facilitar o acerto dos coeficientes como:

1° - Atribuir aleatoriamente o coeficiente 1 para um dado elemento.

2° - Através desse elemento determinar os demais coeficientes da equação.

3° - quando houver necessidade atribua coeficiente fracionário.

4° - para retirar o coeficiente fracionário da equação, MULTIPLIQUE toda a

equação pelo maior valor encontrado no denominador da fração.

Exemplo:Al + O2 Al2O3 – atribuir coeficiente 1 aleatoriamente.

1 Al + O2 Al2O3 – acertar os coeficientes das demais substâncias

1 Al + ¾ O2 ½ Al2O3 – multiplique toda a reação por 4.

4 Al + 3O2 2 Al2O3 – equação balanceada.

PROPOSIÇÃO DE ATIVIDADES.

01. (Puc-PR) Fazendo-se a classificação das reações abaixo:

(I) CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4

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(II) Cu(OH)2 CuO + H2O

(III) Zn + 2AgNO3 2Ag + Zn(NO3)2

(IV) NH3 + HCl NH4Cl

A ordem correta é:

a) Decomposição, simples troca, dupla troca, adição.

b) Dupla troca, adição, simples troca, análise.

c) Dupla troca, análise, deslocamento, síntese.

d) Deslocamento, análise, dupla troca, adição.

e) Dupla troca, decomposição, síntese, simples troca.

Resposta: letra C

02. (UEPG-PR) Talheres de prata comumente apresentam manchas escuras em

sua superfície, que consistem em sulfeto de prata (Ag2S) formado pela reação da

prata com compostos contendo enxofre encontrados em certos alimentos e no ar.

Para limpar talheres escurecidos basta colocá-los em uma panela de alumínio com

água quente e uma solução de soda cáustica diluída e, em seguida, retirá-los e

enxaguá-los em água limpa, o que devolve o brilho característico dos talheres, que

ficam com o aspecto de novos.

Esse processo consiste na reação do alumínio da panela com o sulfeto de prata,

conforme a seguinte equação, não balanceada:

Ag2S+Al+NaOH+H2O Ag+H2S+NaAlO2

Sobre essa reação, pede-se:

a) O agente oxidante e o agente redutor.

b) A soma dos coeficientes da equação balanceada com os menores números

inteiros possíveis.

Respostas:

a) Agente oxidante: Ag2S.

Agente redutor: Al.

b) 3Ag2S + 2Al + 2NaOH + 2H2O 6Ag + 3H2S + 2NaAlO2

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Soma do coeficientes = 20.

03. (UFLA) Faça a associação entre a primeira e segunda colunas.

1ª coluna

I. CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

II. HCl(aq) + AgNO3(aq) AgCl(s) + HNO3(aq)

III. N2(g) + O2(g) 2NO(g)

2ª coluna

( ) Dupla troca

( ) Oxidorredução

( ) Decomposição

( ) Síntese

Assinale a alternativa que apresenta a associação na ordem CORRETA de

classificação das reações.

a) I; III; II; I

b) III; II; III; II

c) II; III; I; III

d) I; II; III; II

e) II; I; II; III

Resposta: letra C

04. (Puc-RJ) Os coeficientes estequiométricos da reação química balanceada dada

a seguir são:

a KMnO4 (aq) + b FeCl2 (aq) + c HCl (aq) d MnCl2 (aq) + e FeCl3(aq) + f KCl (aq)

+ g H2O (aq),

a) a = 1, b = 5, c = 8, d = 1, e = 5, f = 1, g = 4.

b) a = 5, b = 2, c = 3, d = 1, e = 2, f = 8, g = 10.

c) a = 3, b = 5, c = 3, d = 1, e = 3, f = 10, g = 8.

d) a = 2, b = 10, c = 3, d = 1, e = 2, f = 10, g = 8.

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e) Nenhuma das alternativas apresenta o conjunto correto de coeficientes

estequiométricos.

Resposta: letra A

05. (UFLavras) Dadas as reações químicas a seguir, assinale a alternativa em que

todas as reações estão classificadas CORRETAMENTE.

a) 1. síntese, 2. fotólise, 3. precipitação, 4. neutralização.

b) 1. fotólise, 2. síntese, 3. precipitação, 4. óxido-redução.

c) 1. neutralização, 2. síntese, 3. fotólise, 4. decomposição.

d) 1. neutralização, 2. decomposição, 3. dupla troca, 4. simples troca.

e) 1. decomposição, 2. fotólise, 3. óxido-redução, 4. neutralização.

Resposta: letra D

06. (UFRN) A quimiossíntese é um processo biológico que tem semelhança com a

fotossíntese. Um tipo de quimiossíntese é realizado pelas sulfobactérias. A

equação que representa essa reação é:

2 H2S + O2 2 H2O + 2 S

Pode-se afirmar que essa reação é do tipo

a) dupla troca.

b) síntese.

c) oxidação-redução.

d) neutralização.

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Resposta: letra C

07. (UFRJ) A reação que representa a formação do cromato de chumbo II, que é

um pigmento amarelo usado em tintas, é representada pela equação

Pb(CH3COO)2 + Na2CrO4 PbCrO4 + 2NaCH3COO, que é uma reação de

a) oxi-redução.

b) dupla-troca.

c) síntese.

d) deslocamento.

e) decomposição.

Resposta: letra B

08. (UFG) Como fonte de energia, termelétricas utilizam carvão mineral, o qual, no

Brasil, contém quantidades apreciáveis do mineral pirita, FeS2.

Qual poluente é gerado na queima desse carvão?

a) CO2

b) Fe2O3

c) H2S

d) S2

e) SO2

Resposta: letra E

FeS2 + 2O2 2SO2 + Fe

09. (Puc-MG) Através da reação de combustão da amônia (NH3), podemos obter o

óxido nítrico (NO). Essa reação pode ser representada pela seguinte equação

química não balanceada:

NH3(g) + O2(g) NO(g) + H2O(g)

Após o balanceamento da equação, a soma de todos os coeficientes mínimos e

inteiros das espécies químicas envolvidas é igual a:

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a) 9

b) 13

c) 15

d) 19

Resposta: letra D

10. (UFSM) O hidrogênio é o elemento mais abundante na nossa galáxia,

ocorrendo, principalmente na superfície solar, como H‚ e, nos oceanos, lagos e

gelos, como H2O. É um importante agente redutor, usado industrialmente nas

hidrogenações catalíticas.

O hidrogênio pode ser obtido através de vários processos, entre eles,

Para balancear corretamente as equações, o coeficiente da molécula de

hidrogênio em cada reação é, respectivamente,

a) 1 - 2 - 14.

b) 2 - 1 - 38.

c) 2 - 1 - 19.

d) 1 - 1 - 38.

e) 1 - 2 - 19.

Resposta: letra E

11. (Mackenzie-SP) Na reação entre zinco e ácido clorídrico, há a formação de um

gás altamente inflamável.

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Esse gás é o:

a) gás oxigênio.

b) gás carbônico.

c) gás hidrogênio.

d) gás cloro.

e) monóxido de carbono.

Resposta: letra C

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2

12. (FGV) A reação: x Ca(OH)2+yH2SO4 zA+wB, depois de corretamente

balanceada, resulta para a soma x+y+z+w o número:

a) 6

b) 5

c) 4

d) 7

e) 10

Resposta:letra B

Ca(OH)2+H2SO4 CaSO4 + 2H2O

13. (UFLavras) Considere a equação química não balanceada:

SO2 + O2 SO3

Efetuando-se o balanceamento, a soma dos coeficientes estequiométricos é igual

a:

a) 4

b) 3

c) 7

d) 5

e) zero

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Resposta: letra D

14. (Mackenzie-SP)

Cu(NO3)2 + Ag não ocorre reação

2 AgNO3 + Cu Cu(NO3)2 + 2 Ag

CuSO4 + Zn ZnSO4 + Cu

ZnSO4 + Cu não ocorre reação

Os resultados observados nas experiências acima equacionadas nos permitem

afirmar que a ordem decrescente de reatividade dos metais envolvidos é:

a) Zn > Cu > Ag

b) Ag > Cu > Zn

c) Cu > Zn > Ag

d) Ag > Zn > Cu

e) Zn > Ag > Cu

Resposta: letra A