Direto ao assunto
Resumo rápido
Balancear uma equação química é ajustar os coeficientes para que o número de átomos de cada elemento seja igual nos reagentes e nos produtos. É um tema ♨️ Morno no ENEM e nos vestibulares, porque nenhuma conta de estequiometria funciona com uma equação errada. A regra vem da lei da conservação das massas: em um sistema fechado, átomo não surge nem some, ele só se rearranja. Por isso, nunca se muda o índice de uma fórmula para acertar a conta: muda-se apenas o coeficiente, o número grande que fica na frente da fórmula.
Neste artigo você aprende o método da tentativa, ou inspeção, que resolve a maioria das questões, e o método da oxirredução, pela variação do NOX, que organiza as reações em que há transferência de elétrons. São exemplos resolvidos passo a passo, com valores exatos, e os erros que mais derrubam candidatos.
Por que balancear: a lei da conservação das massas
Na formação da água, a equação não balanceada é \( \text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O} \). À esquerda há 2 hidrogênios e 2 oxigênios; à direita há 2 hidrogênios e apenas 1 oxigênio. Falta 1 oxigênio no produto, o que é impossível: ele não pode ter sumido. Colocando o coeficiente 2 na frente da água, \( \text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} \), os oxigênios ficam certos, 2 de cada lado, mas os hidrogênios passam a ser 4 à direita contra 2 à esquerda. Ajustando o hidrogênio com o coeficiente 2, chega-se à equação balanceada: \( 2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} \). Agora há 4 hidrogênios e 2 oxigênios de cada lado.
Regra de ouro: coeficiente multiplica todos os átomos da fórmula. Em \( 2\text{H}_2\text{O} \), há 4 hidrogênios e 2 oxigênios. Em \( 3\text{Ca(OH)}_2 \), há 3 cálcios, 6 oxigênios e 6 hidrogênios, porque o índice 2 dentro do parêntese também é multiplicado pelo 3. Já o índice pertence à substância: trocar \( \text{H}_2\text{O} \) por \( \text{H}_2\text{O}_2 \) não é ajustar a conta, é trocar a substância, pois \( \text{H}_2\text{O}_2 \) é a água oxigenada, não a água.
Método da tentativa (inspeção), passo a passo
O método da tentativa segue uma ordem que evita retrabalho: primeiro os metais, depois os ametais, em seguida o hidrogênio e por último o oxigênio. Comece pelos elementos que aparecem em apenas uma substância de cada lado, e deixe para o fim os que aparecem em várias substâncias. Confira a contagem no final, elemento por elemento.
Exemplo 1 — Combustão do metano. Equação não balanceada: \( \text{CH}_4 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \). O carbono já está certo, 1 de cada lado. O hidrogênio: 4 à esquerda e 2 à direita; coloque 2 na frente da água: \( \text{CH}_4 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \). Agora o oxigênio: 2 à esquerda e 4 à direita, 2 do \( \text{CO}_2 \) e 2 das 2 águas; coloque 2 na frente do \( \text{O}_2 \). Resultado: \( \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \). Conferência: carbono 1 e 1; hidrogênio 4 e 4; oxigênio 4 e 4.
Exemplo 2 — Alumínio com oxigênio. Equação não balanceada: \( \text{Al} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Al}_2\text{O}_3 \). O alumínio: 1 à esquerda e 2 à direita; coloque 2 na frente do alumínio. O oxigênio: 2 à esquerda e 3 à direita. O menor múltiplo comum de 2 e 3 é 6: são precisos 3 \( \text{O}_2 \) e 2 \( \text{Al}_2\text{O}_3 \). Com isso, o alumínio passa a ser 4 à direita, então o coeficiente do alumínio vira 4. Resultado: \( 4\text{Al} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Al}_2\text{O}_3 \). Conferência: alumínio 4 e 4; oxigênio 6 e 6.
Exemplo 3 — Óxido de ferro com monóxido de carbono. Equação não balanceada: \( \text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{CO} \rightarrow \text{Fe} + \text{CO}_2 \). O ferro: 2 à esquerda e 1 à direita; coloque 2 na frente do ferro. O carbono: 1 de cada lado, certo. O oxigênio: 4 à esquerda, 3 do óxido mais 1 do monóxido, e 2 à direita; coloque 3 na frente do monóxido e 3 na frente do dióxido: \( \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{CO} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2 \). Conferência: ferro 2 e 2; carbono 3 e 3; oxigênio 6 e 6. Essa é a reação simplificada do alto-forno, na produção do ferro.
Exemplo 4 — Com parênteses. Equação não balanceada: \( \text{Al(OH)}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2\text{(SO}_4\text{)}_3 + \text{H}_2\text{O} \). O alumínio: 1 à esquerda e 2 à direita; coloque 2 na frente do hidróxido. O grupo sulfato: 1 à esquerda e 3 à direita; coloque 3 na frente do ácido sulfúrico. O hidrogênio: 6 do hidróxido mais 6 do ácido, 12 à esquerda, contra 2 à direita; coloque 6 na frente da água. Resultado: \( 2\text{Al(OH)}_3 + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2\text{(SO}_4\text{)}_3 + 6\text{H}_2\text{O} \). Conferência: alumínio 2 e 2; sulfato 3 e 3; hidrogênio 12 e 12; oxigênio 18 e 18.
Método da oxirredução (variação do NOX)
Quando há variação do número de oxidação, o NOX, o método da tentativa pode ficar longo. O método da oxirredução organiza a conta: calcula-se quanto o NOX do elemento que oxida sobe e quanto o NOX do elemento que reduz desce, e os coeficientes são trocados, na forma de menor proporção. O total de elétrons perdidos tem de ser igual ao total de elétrons recebidos.
Exemplo 5 — Alumínio com sulfato de cobre. Equação não balanceada: \( \text{Al} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{Al}_2\text{(SO}_4\text{)}_3 + \text{Cu} \). O alumínio vai de NOX 0 a +3: sobe 3, perde 3 elétrons, oxida. O cobre vai de +2 a 0: desce 2, recebe 2 elétrons, reduz. Para igualar os elétrons, o menor múltiplo comum de 3 e 2 é 6: são precisos 2 alumínios e 3 cobres. Como o sulfato acompanha o alumínio no produto, são precisos 3 sulfatos de cobre. Resultado: \( 2\text{Al} + 3\text{CuSO}_4 \rightarrow \text{Al}_2\text{(SO}_4\text{)}_3 + 3\text{Cu} \). Conferência: alumínio 2 e 2; cobre 3 e 3; sulfato 3 e 3.
Exemplo 6 — Dióxido de manganês com ácido clorídrico. Equação não balanceada: \( \text{MnO}_2 + \text{HCl} \rightarrow \text{MnCl}_2 + \text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O} \). O manganês vai de +4 a +2: desce 2, recebe 2 elétrons. O cloro que forma o gás vai de −1 a 0: cada cloro sobe 1, e como o \( \text{Cl}_2 \) tem 2 cloros, a variação é de 2 por molécula. As variações já são iguais, 2 e 2, então os coeficientes do \( \text{MnO}_2 \) e do \( \text{Cl}_2 \) são 1. O cloro total: 2 no \( \text{MnCl}_2 \) mais 2 no \( \text{Cl}_2 \), 4 à direita; logo, são precisos 4 \( \text{HCl} \). O hidrogênio: 4 à esquerda, então 2 águas à direita. Resultado: \( \text{MnO}_2 + 4\text{HCl} \rightarrow \text{MnCl}_2 + \text{Cl}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \). Conferência: manganês 1 e 1; cloro 4 e 4; hidrogênio 4 e 4; oxigênio 2 e 2.
| Elemento | NOX inicial | NOX final | Variação | Papel |
|---|---|---|---|---|
| Alumínio (exemplo 5) | 0 | +3 | sobe 3 | Oxida, perde elétrons |
| Cobre (exemplo 5) | +2 | 0 | desce 2 | Reduz, recebe elétrons |
| Manganês (exemplo 6) | +4 | +2 | desce 2 | Reduz, recebe elétrons |
| Cloro do gás (exemplo 6) | −1 | 0 | sobe 1 por átomo, 2 por molécula | Oxida, perde elétrons |
| Situação | Método recomendado | Por quê |
|---|---|---|
| Combustão, neutralização, decomposição simples | Tentativa | É rápido e direto |
| Há variação de NOX | Oxirredução | Organiza os elétrons trocados |
| Elemento aparece em várias substâncias | Deixar por último | Evita refazer a conta várias vezes |
| Oxigênio ou hidrogênio isolados | Deixar por último | Eles costumam se ajustar no fim |
Mapa mental
- Balanceamento de reações
- Objetivo: mesmo número de átomos de cada elemento nos dois lados
- Base: lei da conservação das massas, átomo não surge nem some
- Regra de ouro: muda-se o coeficiente, nunca o índice da fórmula
- Ordem da tentativa: metais, ametais, hidrogênio, oxigênio
- Exemplos: \( 2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} \); \( \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \); \( 4\text{Al} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Al}_2\text{O}_3 \)
- Oxirredução: variação do NOX; elétrons perdidos = elétrons recebidos
- Exemplos redox: \( 2\text{Al} + 3\text{CuSO}_4 \rightarrow \text{Al}_2\text{(SO}_4\text{)}_3 + 3\text{Cu} \); \( \text{MnO}_2 + 4\text{HCl} \rightarrow \text{MnCl}_2 + \text{Cl}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \)
- Conferência final: contar átomo por átomo, dos dois lados
- Erros comuns: mudar o índice, esquecer o parêntese, não conferir
SAQ — Perguntas e respostas curtas
1. O que significa balancear uma equação? Ajustar os coeficientes para igualar o número de átomos de cada elemento nos dois lados.
2. Pode-se mudar o índice de uma fórmula para balancear? Não: o índice define a substância; só o coeficiente pode mudar.
3. Quantos átomos há em \( 3\text{H}_2\text{O} \)? 6 hidrogênios e 3 oxigênios.
4. Qual é a ordem sugerida no método da tentativa? Metais, ametais, hidrogênio e oxigênio por último.
5. O que o método da oxirredução iguala? O total de elétrons perdidos com o total de elétrons recebidos.
6. No exemplo do alumínio com sulfato de cobre, quem oxida e quem reduz? O alumínio oxida, de 0 a +3; o cobre reduz, de +2 a 0.
7. Qual é o último passo de todo balanceamento? Conferir a contagem de cada elemento, dos dois lados da seta.
Questões comentadas
Questão 1. A equação balanceada da formação da água a partir de hidrogênio e oxigênio é:
a) \( \text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O} \). b) \( 2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} \). c) \( \text{H}_2 + 2\text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} \). d) \( 2\text{H}_2 + 2\text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} \). e) \( \text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} \).
Gabarito: B. Com 2, 1 e 2, há 4 hidrogênios e 2 oxigênios de cada lado; as demais deixam hidrogênio ou oxigênio desigual.
Questão 2. Na combustão completa do metano, \( \text{CH}_4 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \), os coeficientes corretos, na ordem, são:
a) 1, 1, 1, 1. b) 1, 2, 1, 2. c) 2, 2, 2, 2. d) 1, 2, 2, 1. e) 2, 1, 1, 2.
Gabarito: B. O carbono já está certo; 2 águas acertam os 4 hidrogênios; 2 oxigênios acertam os 4 oxigênios dos produtos.
Questão 3. Ao balancear \( \text{Al} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Al}_2\text{O}_3 \), o coeficiente do alumínio e o do oxigênio são, respectivamente:
a) 2 e 2. b) 4 e 3. c) 2 e 3. d) 4 e 2. e) 3 e 2.
Gabarito: B. O menor múltiplo comum de 2 e 3 é 6, o que dá 3 \( \text{O}_2 \) e 2 \( \text{Al}_2\text{O}_3 \), e, portanto, 4 alumínios.
Questão 4. Em \( 2\text{Al} + 3\text{CuSO}_4 \rightarrow \text{Al}_2\text{(SO}_4\text{)}_3 + 3\text{Cu} \), o alumínio e o cobre, respectivamente:
a) reduzem e oxidam. b) oxidam e reduzem. c) ambos oxidam. d) ambos reduzem. e) nenhum varia o NOX.
Gabarito: B. O alumínio sobe de 0 a +3, perde elétrons e oxida; o cobre desce de +2 a 0, recebe elétrons e reduz.
Questão 5. Um estudante escreveu \( \text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}_2 \) para a formação da água. O erro dele foi:
a) usar coeficiente errado. b) mudar a substância, pois \( \text{H}_2\text{O}_2 \) é a água oxigenada, não a água. c) esquecer o oxigênio. d) trocar reagente e produto. e) não usar parênteses.
Gabarito: B. O índice pertence à fórmula: ao trocá-lo, ele criou outra substância em vez de balancear a equação.
Dica do professor
Balanceie com lápis e confira em voz baixa, elemento por elemento, marcando cada contagem. Se um número ficar fracionário, como 3/2, multiplique toda a equação por 2 no final para deixar todos os coeficientes inteiros. E lembre: equação balanceada é pré-requisito de qualquer cálculo estequiométrico; sem ela, a conta seguinte já nasce errada.
Atenção / cuidado
- Nunca mude o índice de uma fórmula para acertar a conta: mude só o coeficiente.
- Não se esqueça de multiplicar o índice dentro do parêntese pelo coeficiente, como em \( 3\text{Ca(OH)}_2 \).
- Na oxirredução, conte a variação por molécula, não só por átomo, quando a substância tem 2 átomos do elemento, como o \( \text{Cl}_2 \).
- Um coeficiente 1 não se escreve: \( \text{CH}_4 \), e não \( 1\text{CH}_4 \).
Conexão com outras áreas
Matemática: menor múltiplo comum e proporções na escolha dos coeficientes. Física: conservação da massa e da energia nas transformações. Biologia: fotossíntese e respiração celular, ambas descritas por equações balanceadas. Para continuar, veja as reações inorgânicas, o número de oxidação (NOX), o cálculo estequiométrico e as fórmulas químicas, além da Química na sala de estudo.
Incidência: ♨️ Morno — cai com frequência no ENEM e nos vestibulares. Matéria: Química | Subdisciplina: Estequiometria | Tema: Balanceamento de reações.
