QUIMICA GERAL 1 ANO – IDB - Exercícios de Balanceamento (Tadeu e Eráclito)

 Exemplos:

a) Al(OH)3 + H4SiO4 Al4(SiO4)3 + H2O

b) FeS + O2 Fe2O3 + SO2

c) Mn3O4 + Al Al2O3 + Mn

d) Ca3(PO4)2 + SiO2 + C CaSiO3 + P

+ CO

e) BCl3 + P4 + H2 BP + HCl

f) H2Cr2O7 + Al(OH)3 Al2(Cr2O7)3 +

H2O

g) Fe(OH)3 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O

h) C2H2Cl4 + Ca(OH)2 C2HCl3 + CaCl2

+ H2O

i) HClO4 + P4O10 H3PO4 + Cl2O7

j) C6H5Cl + SiCl4 + Na (C6H5)4Si +

NaCl

k) Na2CO3 + C + N2 NaCN + CO

l) AgNO3 + HCl AgCl + HNO3

m)H2Cr2O7 + Ba(OH)2 BaCr2O7 +

H2O

n) H2SO4 + Al(OH)3 Al2(SO4)3 + H2O

o) H2 + O2 H2O

p) Al + O2 Al2O3

q) CuO + NH3 N2 + H2O + Cu

 Exemplos:

01.K2Cr2O7 + HBr → KBr + CrBr3 + H2O + Br2

02.KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + H2O + Cl2

03.P + HNO3 + H2O H3PO4 + NO

04.As2O3 + I2 + KOH KI + K3AsO4 + H2O

BALANCEAMENTO POR TENTATIVA

1. Começar com o elemento que aparecer apenas uma vez no lado dos reagentes e no lado dos produtos.

2. Deixar o oxigênio para ser o último a ser balanceado exceto no caso 1.3. Dar preferência ao elemento que possuir o maior índice.

BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES PELO MÉTODO DE OXI-REDUÇÃO

1-Procurar todos os elementos que possam sofrer oxi-redução e determinar o número de oxidação antes e depois da reação;2-Calcular a variação total do nox do oxidante e do redutor;.3-Tomar a variação do oxidante como coeficiente do redutor e vice-versa.4-Prosseguir o balanceamento com as regras utilizadas no método direto.

OUTROS TIPOS DE BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES QUÍMICAS

 Exemplos:

05.KClO3 + H2SO4 → HClO4 + ClO2 + K2SO4 + H2O

06.Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO3 + H2O

07.NO2 + NaOH NaNO2 + NaNO3 + H2O

 Exemplos:

08.As2S3 + HNO3 + H2O → H2SO4 + H3AsO4 + NO

09.CrI3 + KOH + Cl2 → K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O

 Exemplos:

10.K2Cr2O7 + H2O2 + H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O + O2

11.CrCl3 + H2O2 + NaOH → Na2CrO4 + NaCl + H2O

12.As2S5 + HNO3 + H2O ® H2SO4 + H3AsO4 + NO

AUTO – OXI-REDUÇÃO

Nesses casos, um artifício a ser utilizado é o de iniciar o balanceamento pelo lado onde a espécie que sofre a auto oxi-redução aparecer duas vezes de modo a se considerar que uma delas irá sofrer a oxidação e a outra a redução, podendo o balanceamento da equação ser feito normalmente.

ÓXIDO - REDUÇÃO COM 3 ELEMENTOS

Nesses casos, devemos somar a variação total de elétrons das espécies que sofrem oxidação ou redução, podendo o balanceamento da equação ser feito normalmente.

PRESENÇA DE ÁGUA OXIGENADA

Nesses casos, devemos lembrar na água oxigenada o nox do oxigênio é 1-, podendo o

balanceamento da equação ser feito normalmente.

EQUAÇÕES IÔNICAS

Nesses casos, o balanceamento da equação pode ser feito normalmente tomando-se

o cuidado de igualar o número de cargas positivas e negativas de ambos os lados da

equação.

 Exemplos:13.Co2+ + BrO1- + H1+ → Co3+ + Br2 + H2O

14.Fe(CN)63- + H2O2 + OH1- → Fe(CN)6

4- + H2O + O2

15.Cr+3 + MnO2 + OH-1 ® CrO4-2 + Mn+2 + H2O

 Exemplos:

16.Sn2+ + Hg2+ + Cl1- → Hg2Cl2 + Sn4-

17.Cr2O72- + H2S → Cr3+ + S (meio ácido)

18.Cr3+ + Fe3+® Cr2O7 + Fe2+ (meio ácido)

19.CN1- + AsO43- → AsO2

1- + CNO1- (meio básico)

Faça o balanceamento das seguintes equações químicas:

1. As2S5 + NH4OH + H2O2 ® (NH4)3AsO4 + (NH4)2SO4 + H2O  

2. Bi2O3 + NaClO + NaOH ® NaBiO3 + NaCl + H2O

3. Br2 + NaOH ® NaBr + NaBrO + H2O

4. Br2 + NaOH ® NaBr + NaBrO3 + H2O

5. C2H4 + KMnO4 + H2O ® C2H4(OH)2 + MnO2 + KOH

6. CaC2O4 + KMnO4 + H2SO4 ® CaSO4 + K2SO4 + MnSO4 + H2O + CO2

7. CrCl3 + H2O2 + NaOH ® Na2CrO4 + NaCl + H2O

8. CS2 + H2S + Cu ® Cu2S + CH4  

9. CuS + HNO3 ® Cu(NO3)2 + S + NO + H2O

10. Fe3O4 + CO ® Fe + CO2

MÉTODO DO ÍON – ELÉTRON

Ele é bastante sistemático e pode ser dividido nas seguintes etapas:1. Identifique os números de oxidação dos átomos que estão sofrendo oxidação ou redução.2. Divida a equação em semi-equações de oxidação e de redução.3. Balanceie todos os átomos, com exceção do hidrogênio e do oxigênio.4. Adicione os elétrons perdidos ou ganhos em cada semi-equação.5. (MEIO ACIDO) Adicione o número de H+ necessários, do lado mais negativo de cada semi-equação, de forma que a carga total em ambos os lados da semi-equação seja a mesma.6. (MEIO BÁSICO) Adicione o número de OH– necessários, do lado menos negativo de cada semi-equação, de forma que a carga total em ambos os lados da semi-equação seja a mesma.7. Balanceie os átomos de hidrogênio adicionando o número necessário de H2O do outro lado de cada semi-equação.8. Multiplique cada semi-equação pelos fatores apropriados de forma a igualar o número de elétrons perdidos com o número de elétrons ganhos.9. Adicione as duas semi-equações, cancelando todas as espécies que aparecerem em ambos os lados da equação

11. H2O2 + PbO2 + H2SO4 ® PbSO4 + H2O + O2

12. H2S + HNO3 ® H2SO4 + NO2 + H2O  

13. H2SO4 + Cu ® CuSO4 + SO2 + H2O  

14. Hg + HNO3 ® Hg(NO3)2 + H2O + NO

15. Hg + HNO3 ® Hg(NO3)2 + H2O + NO2

16. HgS + HNO3 ® Hg(NO3)2 + S + NO + H2O

17. K2Cr2O7 + H2O2 + H2SO4 ® K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O + O2

18. K2Cr2O7 + H2S + H3PO4 ® K3PO4 + CrPO4 + H2O + S

19. K2Cr2O7 + HCl ® KCl + CrCl3 + Cl2 + H2O

20. K2Cr2O7 + KI + H2SO4 ® K2SO4 + Cr2(SO4)3 + I2 + H2O

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

22. K2Cr2O7 + FeCl2 + HCl ® CrCl3 + KCl + FeCl3 + HCO2 

23. KClO3 + H2SO4 ® HClO4 + ClO2 + K2SO4 + H2O

24. KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 ® K2SO4 + MnSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O

Com relação aos processos químicos abaixo (meio aquoso), forneça as equações iônicas balanceadas pelo método do íon-elétron.

1. K2Cr2O7 + KI CrCl3 + I2 (meio ácido)

2. Zn + KNO3 NH3 + K2ZnO2 (meio básico)

3. KMnO4 + KCl MnCl2 + Cl2 (meio ácido)

4. K[AuCl4] + H2O2 Au + Cl- + O2 (meio ácido)

5. PbS + H2O2 PbSO4 + H2O (meio básico)

6. K2SO3 + H2O2 K2SO4 + H2O (meio básico)

7. I- + NO2- I2 + NO (meio ácido)

8. Zn + NO3- Zn2+ + N2 (meio ácido)

9. ClO3- + SO2 SO4

2- + Cl- (meio básico)

10. Br- + MnO4- BrO3

- + MnO2 (esta reação gera solução básica)

11. Au + O2 + CN- [Au(CN)2] - + H2O2 (esta reação gera solução básica)

12. Sn + HNO3 Sn2+ + NH4+ + H2O

13. KBr + H2SO4 Br2 + K2SO3

14. Sb2S3 + HCl + HNO3 [SbCl6]– + SO42– + NO + H2O

15. NaHXeO4 + NaOH Na4XeO6 + Xe + O2 + H2O

16. ClO2 + NaOH NaClO3 + NaClO2 + H2O

17. HgS + HCl + HNO3 [HgCl4]2– + NO + H2O + S

18. Ag + KCN + O2 K[Ag(CN)2] + KOH

19. WO3 + SnCl2 + HCl W3O8 + [SnCl6]– + H2O

20. CH3CH2CH2OH + Cr2O72– + H2SO4 CH3CH2COH + Cr2(SO4)3 + H2O

Questão-Desafio (a quem interessar):

[Cr(N2H4CO)6]4[Cr(CN)6]3 + KMnO4 + H2SO4 K2Cr2O7 + MnSO4 + CO2 + KNO3 + K2SO4 + H2O

This is quite the reaction - I found it balanced online (without half reactions), but thought I'd try it by half-reactions to see if I could do it.

[Cr(N2H4CO)6]4[Cr(CN)6]3 + KMnO4 + H2SO4 ---> K2Cr2O7 + MnSO4 + CO2 + KNO3 + K2SO4 + H2O

assign oxidation numbersCr in the complex has +3 and +2 (first and second part)N in the complex has -3 in both partsC in the urea ligand has +4, in the CN ligand +2 (this is the only C that changes)H is always +1C in CO2 is +4Cr in K2CrO7 is +6N in KNO3 is +5

set up the half reactionsoxidations: there are severalCr+3 ---> Cr+6 + 3e- (there are 4 Cr+3 in the complex)4Cr+3 ---> 4Cr+6 + 12e-Cr+2 ---> Cr+6 + 4e- (there are 3 Cr+2 in the complex)3Cr+2 ---> 3Cr+6 + 12e-N-3 ---> N+5 + 8e- (there are a total of 66 N in the complex)66N-3 ---> 66N+5 + 528e-C+2 ---> C+4 + 2e- (there are a total of 18 C+2)18C+2 ---> 18C+4 + 36e-

add oxidation half-reactions together4Cr+3 + 3Cr+2 + 66N-3 + 18C+2 ---> 7Cr+6 + 66N+5 + 18C+4 + 588e-there are 2 Cr in K2Cr2O7, so we have to have an even number of Cr on the right side - multiply all by 2

8Cr+3 + 6Cr+2 + 132N-3 + 36C+2 ---> 14Cr+6 + 132N+5 + 36C+4 + 1176e-

reduction: only one half-reactionMn(+7) + 5e- ---> Mn(+2)

balance electrons - mult oxidation by 5, reduction by 117640Cr+3 + 30Cr+2 + 660N-3 + 180C+2 ---> 70Cr+6 + 660N+5 + 180C+4 + 5880e-1176Mn(+7) + 5880e- ---> 1176Mn(+2)

add together40Cr+3 + 30Cr+2 + 660N-3 + 180C+2 + 1176Mn(+7) ---> 70Cr+6 + 660N+5 + 180C+4 + 1176Mn(+2)

now, put back into original equation

10(Cr(N2H4CO)6)4(Cr(CN)6)3 + 1176KMnO4 + H2SO4 ---> 35K2Cr2O7 + 1176MnSO4 + 180CO2 + 660KNO3 + K2SO4 + H2O need to add in the C+4 from the urea that also goes to CO2 (no reduction or oxidation here) - there are 240 of them

10(Cr(N2H4CO)6)4(Cr(CN)6)3 + 1176KMnO4 + H2SO4 ---> 35K2Cr2O7 + 1176MnSO4 + 420CO2 + 660KNO3 + K2SO4 + H2O(not yet balanced - balance K)

1176 K on left side (35 x 2) + 660 = 730 on right1176 - 730 = 446 446 / 2 = 223 K2SO4 needed

10(Cr(N2H4CO)6)4(Cr(CN)6)3 + 1176KMnO4 + H2SO4 ---> 35K2Cr2O7 + 1176MnSO4 + 420CO2 + 660KNO3 + 223K2SO4 + H2O (now balance SO4)

1176 + 223 = 1399 on right side1399 H2SO4 needed

10(Cr(N2H4CO)6)4(Cr(CN)6)3 + 1176KMnO4 + 1399H2SO4 ---> 35K2Cr2O7 + 1176MnSO4 + 420CO2 + 660KNO3 + 223K2SO4 + H2O (now balance H and O)

(4 x 6 x 4 x 10) + (1399 x 2) = 3758 H on left side3758 / 2 = 1879 H2O needed

10(Cr(N2H4CO)6)4(Cr(CN)6)3 + 1176KMnO4 + 1399H2SO4 ---> 35K2Cr2O7 + 1176MnSO4 + 420CO2 + 660KNO3 + 223K2SO4 + 1879H2O