Equações Químicas

As equações químicas representam a identidade e as quantidades relativas de substâncias envolvidas em uma reação química. As substâncias que sofrem a reação são chamadas de reagentes, e as suas fórmulas são colocadas do lado esquerdo da equação. As substâncias formadas pela reação são chamadas produtos, e as suas fórmulas são colocadas do lado direito da equação. Sinais de adição (+) separam as fórmulas de produtos e reagentes individuais e uma seta (→) separa os lados dos reagentes e dos produtos (esquerdo e direito) da equação. Os números relativos de espécies de reagentes e de produtos são representados por coeficientes numéricos, colocados imediatamente à esquerda de cada fórmula. Normalmente, não é apresentado um coeficiente de 1. Os menores coeficientes possíveis de número inteiro são comumente usados em uma equação química, e são interpretados como razões. Por exemplo, o metano e o oxigénio reagem para produzir dióxido de carbono e água em uma razão de 1:2:1:2. 

A razão indica que os menores coeficientes possíveis de metano, oxigénio, dióxido de carbono e água são 1, 2, 1, e 2, respectivamente. Os coeficientes podem ser interpretados em relação a qualquer unidade de quantidade (número), e assim esta equação pode ser lida corretamente de muitas maneiras, incluindo:

i. Uma molécula de metano e duas moléculas de oxigénio reagem para produzir uma molécula de dióxido de carbono e duas moléculas de água.

ii. Um mole de moléculas de metano e 2 moles de moléculas de oxigénio reagem para produzir 1 mole de moléculas de dióxido de carbono e 2 moles de moléculas de água. 

Os estados físicos dos reagentes e produtos em equações químicas muitas vezes são indicados com uma abreviação entre parênteses a seguir às fórmulas. As abreviaturas padrão incluem ‘s’ para sólidos, ‘l’ para líquidos, ‘g’ para gases, and ‘aq’ para substâncias dissolvidas em água.

Equilíbrio de equações

Em uma equação equilibrada, os números de átomos para cada elemento envolvido na reação são os mesmos do lado dos reagentes e dos produtos, cumprindo assim a lei da conservação da matéria. Uma equação equilibrada pode ser confirmada adicionando os números de átomos em cada lado da seta e comparando estas somas para garantir que são iguais. Note-se que o número de átomos para um dado elemento é calculado multiplicando o coeficiente de qualquer fórmula que contenha esse elemento pelo subscrito do elemento na fórmula. Se um elemento aparecer em mais de uma fórmula em um determinado lado da equação, o número de átomos representados em cada um deve ser calculado e adicionado então em conjunto.

Para equilibrar a equação, os coeficientes da equação podem ser alterados conforme necessário. Às vezes é conveniente usar frações em vez de números inteiros como coeficientes intermediários no processo de equilibrar uma equação química. Quando o equilíbrio é alcançado, todos os coeficientes da equação podem então ser multiplicados por um número inteiro para converter os coeficientes fracionários em inteiros sem alterar o equilíbrio dos átomos. 

Por exemplo, a reação do etano (C₂H₆) com oxigénio produz água e dióxido de carbono, que pode ser representada pela seguinte equação desequilibrada:

A equação desequilibrada contém: 

Para equilibrar o número de átomos de carbono e de hidrogénio, multiplica-se CO₂ pelo coeficiente 2 e multiplica-se H₂O pelo coeficiente 3, respectivamente. Isto altera o número total de átomos de oxigénio no produto para 7. Para equilibrar o número de átomos de oxigénio, multiplica-se o oxigénio pelo coeficiente fracional 7/2. Este equilíbrio inicial dos átomos de carbono, hidrogénio, e oxigénio, alterando os coeficientes para reagentes e produtos, fornece a equação provisoriamente equilibrada: 

Uma equação equilibrada convencional com apenas coeficientes inteiros é derivada multiplicando cada coeficiente por 2, para obter a equação:

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 4.1: Writing and Balancing Chemical Equations.