a) Do jeito que apareceu no enunciado, essa equação não está balanceada, pois, no primeiro membro, temos 1 átomo de alumínio, 4 átomos de oxigênio e 1 átomo de enxofre, enquanto no segundo membro temos 2 átomos de alumínio, 12 átomos de oxigênio e 3 átomo de enxofre.
b) Verdadeiro, porque da forma que esta a equação a quantidade de átomos de alumínio no reagente é menor que nos produtos.
c) Veja que os coeficientes são exatamente esses por meio do balanceamento abaixo:
* Realizando o balanceamento da equação, começamos pelo elemento que aparece em apenas uma substância em um dos membros. Mas isso acontece com todos, então vamos começar pelo alumínio do segundo membro, que é o que possui maior índice:
Al + H2SO4 → 1 Al2(SO4)3 + H2
* Visto que temos 2 átomos de alumínio no segundo membro, o coeficiente desse elemento no primeiro membro será 2:
2 Al + H2SO4 → 1 Al2(SO4)3 + H2
* Observamos também que, no segundo membro, temos 3 átomos de enxofre, então esse será o coeficiente colocado para ele no primeiro membro:
2 Al + 3 H2SO4 → 1 Al2(SO4)3 + H2
* Temos então 6 átomos de hidrogênio no primeiro membro e, portanto, o coeficiente do hidrogênio no segundo membro será 3:
2 Al + 3 H2SO4 → 1 Al2(SO4)3 + 3 H2
* Confirmamos que o balanceamento está correto com o oxigênio, que realmente possui a mesma quantidade de átomos (12) nos dois membros.
Letra c). Para determinar o valor da variação da entalpia, devemos inicialmente montar e balancear a equação de combustão do monóxido de carbono (CO), na qual ele e o oxigênio (O2) são os reagentes, e o gás carbônico (CO2) é o produto:
CO(g) + 1/2 O2(g) ↓ CO2(g)
Em seguida, basta utilizar os valores fornecidos, multiplicados pelos seus respectivos coeficientes do balanceamento, na expressão para o cálculo da variação da entalpia abaixo:
Obs.: A entalpia do gás oxigênio tem valor zero, por ser a substância simples (alótropo) mais estável do elemento oxigênio.
A estequiometria é a forma de calcular as quantidades de reagentes e produtos envolvidos em uma reação química.
As questões sobre estequiometria estão presentes na maioria dos vestibulares e no Enem. Teste os seus conhecimentos resolvendo as questões propostas a seguir:
Exercícios propostos (com resolução)
Questão 1
A amônia (NH3) é um composto químico que pode ser produzido pela reação entre os gases nitrogênio (N2) e hidrogênio (H2), conforme a reação não balanceada a seguir.
Carolina Batista
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).
Nas reações químicas, as substâncias reagem entre si originando produtos em proporções específicas. Desse modo, é possível calcular quanto de produto será formado, ou o rendimento da reação. Se quisermos determinado rendimento, podemos também calcular quanto deverá ser utilizado de reagente.
Por meio dos cálculos estequiométricos é possível fazer essas e outras relações específicas. Mas, antes de tudo, precisamos conhecer as proporções existentes entre os elementos que formam as diferentes substâncias. E essas proporções são dadas pelas fórmulas moleculares, percentuais e mínimas ou empíricas.
Além disso, a base dos coeficientes de qualquer reação são as leis ponderais:
- Lei da conservação da massa– Num sistema fechado, a massa total dos reagentes é igual à massa total dos produtos;
- Lei das proporções constantes– Toda substância apresenta uma proporção em massa constante na sua composição.
Além disso, a lei volumétrica de Gay-Lussac também nos fornece uma importante informação: se a pressão e a temperatura não mudarem, os volumes dos gases participantes de uma reação têm entre si uma relação de números inteiros e pequenos.
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Usa-se nos cálculos estequiométricos a relação mostrada abaixo:
1 mol ↔ 6. 1023 moléculas ou fórmulas unitárias ↔ massa molar em g/mol ↔ 22,4 L (nas CNTP*)
*Condições Normais de Temperatura e Pressão.
Vejamos um exemplo de cálculo estequiométrico em que se relacionará apenas quantidade de matéria (mols).
Exemplo:Qual a quantidade de matéria de álcool etílico, C2H6O(l), que deve reagir para fornecer 12 mols de gás carbônico? Considere esta uma reação de combustão completa.
Equação Balanceada:
C2H6O(l) + 3 O2(g) → 2CO2(g) + 3 H2O(v)
Observe que 1 mol de álcool produz 2 mols de gás carbônico, assim pode-se fazer uma regra de três simples para resolver o problema:
1 mol ------------------- 2 mols
x-------------------------12 mols
X=6 mols
Resposta:6 mols de álcool etílico são necessários para gerar 12 mols de gás carbônico.
Lembre-se que é possível relacionar também massa, número de moléculas e volume molar. Porém, em todos esses casos é necessário seguir as seguintes regras fundamentais: