(UERR) As reações de oxirredução ocorrem com transferência de elétrons de uma substância para outra. A seguir, é apresentada a equação de reação para a obtenção do nitrato de cobre, sem os coeficientes de balanceamento.
Cu (s) + HNO3 (ag) → Cu(NO3)2 (ag) + NO (g) + H2O (l)
Considerando-se a equação precedente, a soma dos coeficientes de menores números inteiros para o balanceamento da equação é igual a
A) 12.
B) 14.
C) 16.
D) 18.
E) 20.
Questão: 2
(Unioeste) O ouro em nível elevado de pureza é utilizado na produção de chips de computador. Um processo de refino do ouro em que ele reage com cloro em meio ácido é mostrado na equação a seguir.
Faça o balanceamento dessa equação de modo a determinar os coeficientes estequiométricos abaixo e assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA dos mesmos.
x Au + y Cl2 + z HCl → w HAuCl4
A) x = 1; y = 2; z = 2; w = 1.
B) x = 2; y = 1; z = 2; w = 2.
C) x = 2; y = 2; z = 3; w = 2.
D) x = 2; y = 3; z = 3; w = 2.
E) x = 2; y = 3; z = 2; w = 2.
Questão: 3
(UFMS Digital) Certo ácido inorgânico apresenta fórmula molecular H2X. Ao ser adicionado a uma solução de um composto de fórmula ZOH, ocorreu a reação representada pela equação a seguir.
H2X (aq) + y ZOH (aq) → Z2X (aq) + w H2O (ℓ)
Considerando as menores proporções inteiras entre as substâncias envolvidas na reação, os coeficientes estequiométricos y e w são, respectivamente,
A) 2 e 1.
B) 2 e 2.
C) 2 e 4.
D) 4 e 1.
E) 1 e 1.
Questão: 4
(Uerj) Para a análise do teor de ozônio em um meio aquoso, utiliza-se iodeto de potássio e ácido sulfúrico. Esses compostos reagem conforme a seguinte equação:
x KI + O3 + H2SO4 → y I2 + H2O + K2SO4
Quando a equação é balanceada, os coeficientes x e y correspondem, respectivamente, aos seguintes valores:
A) 2 e 1
B) 4 e 2
C) 6 e 3
D) 8 e 4
Questão: 5
A reação a seguir demonstra o processo de decomposição do clorato de potássio.
a KClO3 → b KCl + c O2
Determine os valores dos coeficientes estequiométricos a, b e c, necessários para o balanceamento adequado da reação, respectivamente.
A) 1, 1, 1.
B) 2, 2, 3.
C) 1, 2, 3.
D) 2, 1, 3.
E) 3, 3, 2.
Questão: 6
Observe a reação de combustão do acetaldeído, composto que pode ser formado quando os vinhos ficam expostos ao ar oxigênio.
x C2H4O + y O2 → z CO2 + w H2O
Sabendo que os coeficientes estequiométricos são números inteiros, o valor possível para o somatório x + y + z + w é igual a:
A) 10.
B) 12.
C) 13.
D) 14.
E) 15.
Questão: 7
O ferro metálico pode ser obtido a partir da reação com monóxido de carbono, o qual reduz o óxido de ferro presente no minério. A equação não balanceada para o processo descrito é a que se segue.
Fe2O3 + CO → Fe + CO2
O menor valor possível para o somatório dos coeficientes estequiométricos que balanceiam essa equação química é:
A) 9.
B) 10.
C) 11.
D) 12.
E) 13.
Questão: 8
A azia é um desconforto que causa uma sensação de ardor e gosto ácido na boca, com queimação na garganta e desconforto no peito. Para tratar isso, recomenda-se a utilização de antiácidos, como é o caso do leite de magnésia, uma suspensão de Mg(OH)2. Ao chegar no estômago, o Mg(OH)2 reage com o ácido clorídrico lá presente, mediante a reação a seguir não balanceada.
Mg(OH)2 + HCl → MgCl2 + H2O
Os coeficientes estequiométricos inteiros necessários para realizar o balanceamento adequado dessa reação são:
A) 1, 1, 1 e 1.
B) 1, 2, 1 e 1.
C) 2, 1, 2 e 1.
D) 1, 2, 1 e 2.
E) 2, 2, 1 e 1.
Questão: 9
A fosfina, substância utilizada na manutenção de acervos de documentos antigos, pode ser obtida a partir da hidrólise do fosfeto de cálcio, Ca3P2.
a Ca3P2 + b H2O → c PH3 + d Ca(OH)2
O menor valor possível para o somatório dos coeficientes estequiométricos inteiros a, b, c e d é igual a:
A) 4.
B) 8.
C) 12.
D) 16.
E) 20.
Questão: 10
O KMnO4 é um poderoso oxidante. Sua reação com o cloreto de potássio em meio ácido para formação de gás cloro é demonstrada a seguir:
KMnO4 + KCl + H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + H2O + Cl2
Indique o coeficiente estequiométrico do MnSO4 quando a reação se encontra devidamente balanceada.
A) 1
B) 2
C) 4
D) 5
E) 10
Questão: 11
A combustão da amônia, NH3, pode ser dada por meio da reação não balanceada a seguir:
NH3 + O2 → N2 + H2O
Os menores números inteiros capazes de balancear a reação de combustão da amônia são, respectivamente:
A) 4, 3, 2 e 6.
B) 1, 3, 2 e 3.
C) 2, 3, 2 e 6.
D) 4, 6, 2 e 6.
E) 1, 3, 2 e 6.
Questão: 12
O ozônio, O3, um forte agente oxidante, pode ser usado no tratamento de águas, uma vez que é capaz, por exemplo, de retirar ferro dos cursos d’água por meio da sua precipitação na forma de Fe(OH)3, conforme mostra a reação não balanceada:
a Fe2+ + b O3 + c H2O → d Fe(OH)3 + e O2 + f H+
Sabendo-se que os coeficientes estequiométricos necessários para o balanceamento dessa reação são números inteiros, o menor valor possível para o somatório desses coeficientes (a + b + c + d + e + f) é igual a:
A) 14
B) 15
C) 16
D) 17
E) 18
Alternativa E.
No caso, nessa reação, percebe-se que o NOX do cobre passa de 0 para +2. Enquanto o nitrogênio passa de +5 para +2 (no NO, pois no nitrato de cobre o NOX do nitrogênio também é +5).
Dessa forma, vê-se que:
Cu0 para Cu2+ teve perda de 2 elétrons.
N5+ para N2+ teve ganho de 3 elétrons.
Como o número de elétrons usados na redução deve ser o mesmo número de elétrons perdidos na oxidação (eletroneutralidade), pode-se fazer um m.m.c. entre 2 e 3, que é igual a 6, assim igualando a quantidade de elétrons perdidos e ganhados. Assim, todas as espécies de cobre são multiplicadas por 3, enquanto todas as espécies envolvidas de nitrogênio são multiplicadas por 2.
3 Cu (s) + 2 HNO3 (ag) → 3 Cu(NO3)2 (ag) + 2 NO (g) + H2O (l)
Agora, as demais espécies devem ser acertadas pelo método das tentativas. Ao se acertar a quantidade de cobre, o número de nitrogênios nos produtos ficou igual a 8, sendo 6 no Cu(NO3)2 e mais 2 no NO. Assim, ajusta-se o coeficiente do HNO3 para 8.
3 Cu (s) + 8 HNO3 (ag) → 3 Cu(NO3)2 (ag) + 2 NO (g) + H2O (l)
Agora, a quantidade de hidrogênios pode ser acertada ao se colocar índice 4 na água:
3 Cu (s) + 8 HNO3 (ag) → 3 Cu(NO3)2 (ag) + 2 NO (g) + 4 H2O (l)
A colocação de índice 4 na água também acertou a quantidade de oxigênios, possuindo 24 átomos em cada lado.
Assim, o somatório dos coeficientes é igual a 3 + 8 + 3 + 2 + 4, que é igual a 20.
Questão: 2
Alternativa E.
Pelo método das tentativas, iniciamos o balanceamento do metal, ouro, que já está igual em ambos os lados, assim colocamos x e w igual a 1.
1 Au + y Cl2 + z HCl → 1 HAuCl4
Também a quantidade de hidrogênio é a mesma, assim podemos impor z = 1.
1 Au + y Cl2 + 1 HCl → 1 HAuCl4
Porém, como só é possível usar números inteiros e a quantidade de cloro não está igual, substituímos o índice 1 do HCl por 2. Isso acarreta alteração do índice 1 do HAuCl4 para 2 também. O que, por consequência, altera o coeficiente de Au para 2 e necessita de y = 3.
2 Au + 3 Cl2 + 2 HCl → 2 HAuCl4
A reação, agora, está balanceada.
Questão: 3
Alternativa B.
Havendo dois átomos “Z” nos produtos, então é certo colocar y = 2 para acerto de quantidade.
H2X (aq) + 2 ZOH (aq) → Z2X (aq) + w H2O (ℓ)
Ao fazer isso, a quantidade de hidrogênios passa a ser igual a 4, por isso coloca-se w = 2 também.
H2X (aq) + 2 ZOH (aq) → Z2X (aq) + 2 H2O (ℓ)
Com isso, percebe-se que todos os demais participantes possuem quantidades iguais em ambos os lados da equação.
Questão: 4
Alternativa C.
Nessa reação, percebe-se que o iodo muda seu NOX de −1 no KI para 0 no I2, sofrendo oxidação. Da mesma forma, o oxigênio muda seu NOX de 0 no O3 para −2 na água, sofrendo redução. O oxigênio do grupo sulfato não participa do processo redox (inicia e termina a reação com NOX igual a −2).
Antes de fazer o balanço de elétrons, devemos acertar as quantidades em massa de iodo e oxigênio dentro das espécies envolvidas no processo redox:
2 KI + O3 + H2SO4 → I2 + 3 H2O + K2SO4
Assim:
2I− passa para I2, com NOX igual a 0; nesse processo, ao todo, foram perdidos 2 elétrons.
O3, com NOX igual a 0, passa para 3O, com NOX igual a −2. Assim, o número de elétrons recebidos ao todo foi de 6.
Como há eletroneutralidade, o número de elétrons usados na oxidação deve ser o mesmo da redução. Assim sendo, devemos igualar as quantidades de elétrons cedidos e ganhados na equação. Por isso, multiplicamos todos os átomos de iodo envolvido por 3, de modo que sejam perdidos, também, 6 elétrons:
6 KI + O3 + H2SO4 → 3 I2 + 3 H2O + K2SO4
Os demais participantes são ajeitados pelo método das tentativas. Acertam-se os átomos de hidrogênio colocando o índice 3 no ácido sulfúrico, e se acertam os átomos de potássio e enxofre colocando o índice 3 na frente do sulfato de potássio. A equação balanceada é:
6 KI + O3 + 3 H2SO4 → 3 I2 + 3 H2O + 3 K2SO4
Questão: 5
Alternativa B.
Os átomos de potássio e cloro parecem estar previamente balanceados, porém é possível ver que há dois átomos de oxigênio no O2, enquanto há três átomos de oxigênio no KClO3. Por isso, para que seja possível a igualdade dos valores dos átomos de oxigênio, deve-se usar a = 2 e c = 3. Porém, ao se usar a = 2, os números de K e Cl multiplicam também por dois e, por isso, para que a reação fique balanceada, b deve ser igual a 2.
Questão: 6
Alternativa E.
Ao se fazer o balanceamento pelo método das tentativas, vê-se que, inicialmente, x = 1, z = 2 e w = 2. Contudo, nesse arranjo, y precisaria ser igual a 5/2, um número que não é inteiro. Dessa forma, multiplicam-se os coeficientes por 2, de modo que todos possuam valores inteiros. Assim, x = 1, y = 5, z = 4 e w = 4. O somatório de x, y, z e w é igual, então, a 15.
Questão: 7
Alternativa A.
Ao se utilizar o método das tentativas e a regra do MACHO (metais, ametais, carbono, hidrogênio e, então, oxigênio), iniciamos pela colocação do índice estequiométrico 2 na frente do ferro metálico:
Fe2O3 + CO → 2 Fe + CO2
Posteriormente, o carbono já está igualado em ambos os lados, mas há quatro átomos de oxigênio nos reagentes e apenas dois nos produtos. Para se fazer o ajuste, não funciona a colocação do valor 2, pois assim o número de carbonos iria duplicar e, dessa forma, acarretaria acréscimo no número de oxigênios nos reagentes. A possibilidade então ocorre quando se coloca o índice 3 na frente do CO2. Para se acertar o carbono, também se coloca um índice 3 na frente do CO. Dessa forma, todos os participantes terão quantidades iguais em ambos os lados.
Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2
O somatório então é igual a 1 + 3 + 2 + 3, que é igual a 9.
Questão: 8
Alternativa D.
Pelo método das tentativas, deve-se acertar, inicialmente, o número de cloros, visto que o metal (Mg) já está balanceado. Como há dois átomos de cloro no MgCl2, então se coloca o índice 2 na frente do HCl:
Mg(OH)2 + 2 HCl → MgCl2 + H2O
Para se acertar os átomos de hidrogênio, devemos perceber que há 4 átomos de hidrogênio nos reagentes, sendo 2 no Mg(OH)2 e, agora, mais 2 no HCl. Como só há, até então, 2 átomos de hidrogênio na água, multiplica-se o seu índice estequiométrico por 2:
Mg(OH)2 + 2 HCl → MgCl2 + 2 H2O
Após o acerto da quantidade de hidrogênios, percebe-se que a quantidade de átomos de oxigênio também se torna igual nos reagentes e produtos, confirmando o balanceamento da reação. Assim sendo, os índices são 1, 2, 1 e 2.
Questão: 9
Alternativa C.
Pelo método das tentativas e utilizando a regra do MACHO (metal, ametal, carbono, hidrogênio e, então, oxigênio), começamos impondo a = 1 e d = 3, para assim acertar a quantidade de átomos de cálcio:
1 Ca3P2 + b H2O → c PH3 + 3 Ca(OH)2
Seguindo a regra do MACHO, o balanceamento do ametal, no caso fósforo, é feito impondo 2 para o valor de c:
1 Ca3P2 + b H2O → 2 PH3 + 3 Ca(OH)2
Assim, percebe-se que, nos produtos, existem 12 átomos de hidrogênio, sendo 6 em cada produto. Para igualdade, coloca-se b = 6.
1 Ca3P2 + 6 H2O → 2 PH3 + 3 Ca(OH)2
Ao se fazer isso, percebe-se que os átomos de oxigênio também entram em igualdade nos reagentes e produtos, concluindo-se então que a reação química está balanceada. O somatório de 1 + 6 + 2 + 3 é igual a 12.
Questão: 10
Alternativa B.
Tal balanceamento será feito pelo método de óxidorredução. Nesse caso, percebe-se que as espécies envolvidas (oxidada e reduzida) são o manganês, o qual passou de NOX +7 no KMnO4 para +2 no MnSO4, e o cloro, que passou de −1 no KCl para 0 no Cl2. Contudo, para que se faça o balanço correto, inicialmente devemos igualar as quantidades de cloro, pois só há um átomo no KCl, enquanto há 2 no Cl2.
KMnO4 + 2 KCl + H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + H2O + Cl2
Com isso, podemos fazer o balanço de elétrons:
Mn7+ passou para Mn2+, ou seja, recebeu 5 elétrons.
2 Cl− passou para Cl2, ou seja, o cloro, ao todo, perdeu 2 elétrons.
Como o número de elétrons perdidos na oxidação deve ser igual ao número de elétrons recebidos na redução (princípio da eletroneutralidade), faz-se um m.m.c entre 5 e 2 para se igualar o número de elétrons, chegando-se a 10. Assim, todas as espécies com manganês e cloro devem ser ajustadas da seguinte forma: as espécies de manganês são multiplicadas por 2 e as espécies de cloro são multiplicadas por 5. Fica então o resultado:
2 KMnO4 + 10 KCl + H2SO4 → 2 MnSO4 + K2SO4 + H2O + 5 Cl2
As demais espécies são então ajustadas pelo método das tentativas, seguindo a ordem da regra do MACHO: metal, ametal, carbono, hidrogênio e, por fim, oxigênio. Iniciamos então no potássio, o qual possui 12 átomos nos reagentes e apenas 2 átomos nos produtos. Para igualdade, colocamos o índice 6 no K2SO4.
2 KMnO4 + 10 KCl + H2SO4 → 2 MnSO4 + 6 K2SO4 + H2O + 5 Cl2
O enxofre, ametal, possui 8 átomos nos produtos, enquanto há apenas um nos reagentes, no H2SO4. Por isso, multiplica-se o índice do ácido sulfúrico por 8.
2 KMnO4 + 10 KCl + 8 H2SO4 → 2 MnSO4 + 6 K2SO4 + H2O + 5 Cl2
Já o hidrogênio passa a ter 16 átomos nos reagentes, enquanto possui apenas 2 nos produtos. Para igualdade, multiplica-se o índice da água por 8:
2 KMnO4 + 10 KCl + 8 H2SO4 → 2 MnSO4 + 6 K2SO4 + 8 H2O + 5 Cl2
O balanceamento está correto ao se confirmar que a quantidade de oxigêniso antes e após a seta são iguais: 40 átomos nos reagentes (8 no KMnO4 e mais 32 no H2SO4) e 40 átomos nos produtos (8 no MnSO4, 24 no K2SO4 e mais 8 em H2O).
Assim, o coeficiente estequiométrico do MnSO4 é igual a 2.
Questão: 11
Alternativa A.
Pelo método das tentativas, iniciamos o balanceamento pelo nitrogênio, que é o ametal (não há metal nessa reação). Colocamos o índice 2 na frente da amônia:
2 NH3 + O2 → N2 + H2O
Ao se fazer isso, o número de hidrogênios passa para 6 e, portanto, usamos o índice 3 na frente da água.
2 NH3 + O2 → N2 + 3 H2O
Porém, o número de oxigênios na água se torna ímpar, sendo necessário usar o termo 3/2 para acertar o número de oxigênios nos reagentes.
2 NH3 + 3/2 O2 → N2 + 3 H2O
Como 3/2 não é um número inteiro, multiplicamos todos os índices por 2.
4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O
Questão: 12
Alternativa B.
Pelo método de balanceamento por óxidorredução, pode-se perceber que o oxigênio do ozônio passa de carga 0 para carga −2 no Fe(OH)3, ao passo que o Fe2+ se oxida a Fe3+. Assim, podemos ver que:
O oxigênio, ao todo, ganhou 2 elétrons (passou de 0 para −2).
O ferro, ao todo, perdeu 1 elétron (passou de +2 para +3).
Como o número de elétrons que são usados na oxidação devem ser iguais aos da redução, faz-se um m.m.c entre 1 e 2, a fim de se igualar o número de elétrons. Logo, todas as espécies com oxigênio (só O3 e Fe(OH)3, pois estão envolvidas na óxidorredução) devem ser multiplicadas por 1, enquanto as espécies de ferro envolvidas devem ser multiplicadas por 2.
2 Fe2+ + 1 O3 + c H2O → 2 Fe(OH)3 + e O2 + f H+
As demais espécies devem ser balanceadas pelo método das tentativas, iniciando-se pelo hidrogênio. Ao se observar o hidrogênio, vê-se que há 6 átomos de H no Fe(OH)3, mais, pelo menos, 1 átomo no H+. Como na água o número de hidrogênios é par, pode-se impor, inicialmente, f = 2 para que c = 4.
2 Fe2+ + 1 O3 + 4 H2O → 2 Fe(OH)3 + e O2 + 2 H+
Para se fazer o balanceamento do oxigênio, vê-se que há 7 átomos desse elemento nos reagentes (3 no ozônio e mais 4 na água), enquanto há 8 átomos de oxigênio nos produtos (6 no Fe(OH)3 e mais 2 no O2). Como estamos buscando o menor somatório possível com valores inteiros e só há um oxigênio a mais do lado dos produtos, alteramos o índice da água de 4 para 5, de modo a acertar as quantidades de oxigênio, colocando-se e = 1.
2 Fe2+ + 1 O3 + 5 H2O → 2 Fe(OH)3 + 1 O2 + 2 H+
A alteração de 4 para 5 no índice da água faz aumentar a quantidade de hidrogênios de 8 para 10. O acerto pode então ser feito mudando o índice de H+ de 2 para 4.
2 Fe2+ + 1 BO3 + 5 H2O → 2 Fe(OH)3 + 1 O2 + 4 H+
O somatório dos coeficientes é, então, 2 + 1 + 5 + 2 + 1 + 4, que é igual a 15.
Fonte: Brasil Escola - https://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-balanceamento-equacoes.htm