BALANCEAMENTO POR OXIRREDUÇÃO

Nesse artigo, vamos falar sobre o balanceamento de equações por oxirredução. Você já passou por alguma situação em que a aplicação do conhecimento do balanceamento de uma equação por tentativas, seja pela regra do MACHO, ou não, não foi suficiente para resolver o problema?

Por falar nisso, se você ainda não sabe o que é a regra do MACHO, não deixe de ler o nosso outro artigo sobre esse tema. Se você quiser ler agora, basta clicar aqui.

QUANDO BALANCEAR UMA EQUAÇÃO PELO MÉTODO DA OXIRREDUÇÃO?

Essa é a grande questão: se há diferentes métodos para balancear uma equação, quando vou saber o momento de aplicar os conhecimentos deste artigo?

O primeiro passo é identificar se a reação é de oxirredução, pois se ela não for, não faz sentido algum você aplicar os conhecimentos que vou compartilhar aqui.

Mas afinal de contas, quando uma reação é considerada “reação de oxirredução”?

A resposta para isso é verificar se tiveram participantes com variação no número de oxidação (o famoso NOX).

Em toda reação de oxirredução, você sempre verá um elemento tendo o seu NOX aumentado, e outro elemento, tendo o seu NOX reduzido. 

Chamamos tecnicamente o aumento do NOX de oxidação, e nesse processo, vemos que a espécie que oxidou teve perda de elétrons. A redução do NOX é chamada tecnicamente de redução, e nesse processo, a espécie que reduziu ganhou elétrons.

Logo abaixo, um exemplo de reação (a equação ainda não está balanceada) em que podemos observar isso:

N_2(g) + H_2(g) → NH_3(g)

Essa reação lhe é familiar?

Independente da sua resposta, saiba que eu utilizei o mesmo exemplo no último artigo (aquele do balanceamento por tentativas, usando a regra do MACHO), e vou usá-lo para ganharmos tempo durante a abordagem dessa metodologia de oxirredução, já que você deve saber como a equação ficará após o balanceamento.

Mas calma, eu disse anteriormente que uma reação de oxirredução deve ser balanceada pela metodologia da oxirredução, você se lembra? Saiba que continuo sustentando isso. 

Porém, existem casos, em que dá para aplicar a metodologia das tentativas, e a síntese da amônia (NH₃) é um exemplo disso. Esse, é um exemplo de reação de oxirredução que dá pra fazer pela metodologia da oxirredução, assim como, pela metodologia das tentativas.

Mas saiba que nem sempre dá para fazer somente pelo balanceamento por tentativas, tá? Mais a frente, vou mostrar um exemplo.

Mas vamos voltar ao nosso objetivo. Porque a síntese da amônia é um exemplo de reação de oxirredução?

Para lhe demonstrar isso, observe logo abaixo os valores do número de oxidação (NOX) de cada participante ao longo da reação:

Se por acaso você não sabe de onde saíram esses valores, não deixe de assistir a minha aula sobre NOX, onde falo sobre todos esses detalhes.

Observe que ao longo do processo, o nitrogênio teve seu NOX reduzido, ou seja, inicialmente ele tinha o NOX igual a 0, e no final, ficou com o NOX -3. Já o hidrogênio começou com 0, e no final, ficou com NOX +1.

Se teve variação nos números de oxidação (NOX), temos uma reação de oxirredução. Faz sentido?

Eu tinha dito lá no início que “em toda reação de oxirredução, você sempre verá um elemento tendo o seu NOX aumentado, e outro elemento, tendo o seu NOX reduzido”, mas saiba que há um caso específico, que chamamos de dismutação ou desproporcionamento, onde um mesmo elemento pode sofrer oxidação e redução. Mas não vamos entrar nessa particularidade, durante esse artigo, tá?

APLICANDO A METODOLOGIA DO BALANCEAMENTO POR OXIRREDUÇÃO

Agora que você sabe como identificar uma reação de oxirredução, vamos aplicar a metodologia? 

Acompanhe comigo os passos que empregamos:

Passo 1: definir os valores do NOX de todos os participantes (já fizemos essa etapa)

Passo 2: verificar quem oxidou e quem reduziu (já fizemos essa etapa)

Passo 3: calcular a variação do NOX, levando em consideração o número de átomos.

Vou demonstrar como fazemos o “passo 3”.

Observe que o nitrogênio variou de 0 para -3. Essa variação é da ordem de 3 unidades do NOX, certo?

Então teremos Δ_{nox nitrogênio} = 3

Agora vamos pegar essa variação, e multiplicar pelo número de átomos que temos do lado esquerdo, que nesse caso é 2. Olha como fica:

Δ_{nox nitrogênio} = 3 . 2 = 6

Vamos deixar o número 6 reservado.

Agora vamos fazer a mesma coisa para o hidrogênio? 

O hidrogênio variou de 0 para +1, ou seja, teve 1 unidade de variação no NOX. Além disso, do lado esquerdo há 2 átomos de hidrogênio.

Olha como vai ficar o nosso cálculo:

Δ_{nox hidrogênio} = 1 . 2 = 2

Vamos organizar o pensamento?

O cálculo da variação do NOX para o nitrogênio, no final de tudo resultou em 6, enquanto o cálculo da variação do NOX para o hidrogênio deu 2.

Esse é o “passo 3”.

Vamos para o próximo passo?

Passo 4: se os valores do Δ_nox  puderem ser simplificados, simplifique!

Nesse caso, ao invés de 6 (resultado do Δ_{nox nitrogênio} ) e 2 (resultado do Δ_{nox hidrogênio}), teremos 3 (Δ_{nox nitrogênio} ) e 1 (Δ_{nox hidrogênio}).

Passo 5: o valor do de quem oxidou, você utilizará como coeficiente estequiométrico de quem reduziu, e o valor de quem reduziu, você utilizará como coeficiente estequiométrico de quem oxidou.

Na nossa análise, o valor 1 (do Δ_{nox hidrogênio}), será o coeficiente estequiométrico do N₂, enquanto o valor 3 (do Δ_{nox nitrogênio} ) será o coeficiente estequiométrico do H₂.

Olha como ficou:

1 N_2(g) + 3 H_2(g) → NH_3(g)

Passo 6: termine o balanceamento pelo método das tentativas.

Nesse caso, bastaria colocar o coeficiente estequiométrico 2 na frente da amônia, e a equação estaria devidamente balanceada.

1 N_2(g) + 3 H_2(g) → 2 NH_3(g)

É importante que você saiba que no final de tudo, vamos sempre terminar pelo método das tentativas. 

Sempre!

MAS QUE METODOLOGIA CONFUSA!

É comum a galera que está estudando pela primeira vez esse assunto, ache difícil essa metodologia. Se você ficou com essa sensação, saiba que isso é normal, tá?

Mas a verdade é que você precisará fazer vários exercícios para fixar esse conteúdo, e durante os exercícios, acredite que você “pegará o jeito da coisa”.

Confie em mim!

Se por acaso vocÊ ficou com vontade de me falar:

“Poxa professor, porque o senhor não fez logo o balanceamento pelo método das tentativas, que seria muito mais rápido?”

Acredite que nesse caso, aplicar a regra do MACHO seria muito mais rápido e fácil, mas saiba que há casos que não temos como aplicar essa regra. Vou lhe dar um exemplo de equação não balanceada, pra você entender onde quero chegar. Observe:

KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + H2O + Fe2(SO4)3 

 Se você tentar fazer pela metodologia das tentativas, você não vai conseguir conseguir chegar no resultado abaixo, que seria o correto:

2 KMnO4 + 10 FeSO4 + 8 H2SO4 → 

                                  → 1 K2SO4 + 2 MnSO4 + 8 H2O + 5 Fe2(SO4)3 

EXERCÍCIOS SOBRE BALANCEAMENTO OXIRREDUÇÃO

E aí, quer ver exercícios e mais explicações sobre esse tema?

Então não deixe de assistir uma aula minha sobre balanceamento por oxirredução, pois tudo estará lá.