Balanceamento de equações químicas

Hidrogênio e oxigênio formam água apenas na proporção 2 : 1 : 2, pois uma molécula de O₂ contém oxigênio suficiente para duas moléculas de água.

Escreva a combustão do hidrogênio como H₂ + O₂ → H₂O e conte. À esquerda, há dois átomos de hidrogênio e dois de oxigênio. À direita, há dois átomos de hidrogênio, mas apenas um de oxigênio. Um átomo de oxigênio desapareceu, o que não pode acontecer. Uma equação que obedece à conservação da matéria deve ter o mesmo número de átomos de cada elemento nos dois lados. Essa equação é chamada de balanceada.

Mude os coeficientes, nunca os índices

Existe um atalho tentador: trocar H₂O por H₂O₂ para balancear o oxigênio de uma vez. Mas H₂O₂ é peróxido de hidrogênio, outra substância, então a equação passaria a descrever uma reação que não está acontecendo. Os índices fazem parte da identidade de cada substância. Os únicos números que você pode mudar são os coeficientes. Coloque 2 à frente de H₂O e o lado direito terá 4 átomos de hidrogênio e 2 de oxigênio. O oxigênio está balanceado, mas o hidrogênio não; então coloque 2 também à frente de H₂: 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Quatro átomos de hidrogênio e dois de oxigênio de cada lado.

Balanceamento por tentativa

A maioria das equações escolares pode ser balanceada por tentativa: testar coeficientes em uma ordem adequada e contar após cada mudança. Alguns hábitos agilizam o trabalho. Comece por um elemento que apareça em apenas uma substância de cada lado. Deixe por último os elementos que aparecem sozinhos, como O₂, H₂ ou Fe, pois mudar seu coeficiente não afeta nenhum outro elemento. Se um grupo de átomos, como NO₃ ou SO₄, atravessa a reação sem mudar, conte-o como uma unidade. Por fim, confira todos os elementos novamente e verifique se os coeficientes são os menores números inteiros possíveis.

Experimente o propano, combustível vendido em botijões para acampamento, muitas vezes misturado com butano: C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O. Primeiro o carbono: três átomos de carbono à esquerda exigem 3CO₂. Depois o hidrogênio: oito átomos de hidrogênio exigem 4H₂O. Agora conte o oxigênio à direita: 3 × 2 + 4 × 1 = 10 átomos, então são necessários 5O₂ à esquerda. A equação balanceada é C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. A OpenStax usa o mesmo método para nitrogênio e oxigênio formando pentóxido de dinitrogênio e chega a 2N₂ + 5O₂ → 2N₂O₅.

Quando aparecem frações

Às vezes, o caminho mais rápido produz uma fração. A combustão do hidrogênio para formar um mol de água pode ser escrita como H₂ + ½O₂ → H₂O, e tabelas de energias de combustão costumam usar essa forma porque os valores são dados por mol de combustível. Para obter números inteiros, multiplique todos os coeficientes por 2. O mesmo recurso vale para o etanol: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O já tem coeficientes inteiros, mas a oxidação do ferro escrita como 2Fe + 1½O₂ → Fe₂O₃ se transforma em 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃.

O laboratório avisa quando uma equação está balanceada, mas não com os menores coeficientes. 4H₂ + 2O₂ → 4H₂O está balanceada, porém todos os coeficientes podem ser divididos por 2, então a forma aceita é 2H₂ + O₂ → 2H₂O. As duas representam a mesma proporção; usar os menores coeficientes é apenas a convenção.