As equações químicas são basicamente as formas de descrever, por meio de expressões, as reações ou transformações químicas que ocorrem entre reagentes e produtos.
Reagentes → Produtos
Nessas expressões, assim como ocorre nos cálculos matemáticos, são utilizados números, símbolos e letras para identificar os compostos e proporções de cada componente presente nas soluções.
Como demonstrado acima, os reagentes são indicados à esquerda da seta e os produtos localizados à direita.
Em uma reação química qualquer, nenhum átomo é criado ou destruído, todos eles são reorganizados de modo que as reações se tornem balanceadas. Logo, o número de átomos de um elemento da esquerda precisa ter a mesma quantidade desses mesmos átomos à direita.
Entende-se, portanto, que o balanceamento das equações químicas ocorre quando ela atinge o equilíbrio.
Na expressão abaixo há um exemplo de reação química em que os reagentes e produtos não estão em equilíbrio.
H2 + Cl2 → HCl
Acima, é fácil perceber que a equação está sem balanceamento entre os átomos dos elementos e a molécula resultante. Os reagentes são compostos por H2 e Cl2, com dois átomos de hidrogênio e dois de cloro e o produto possui apenas uma molécula, sendo ela HCl.
Ao contrário da expressão anterior, a equação escrita abaixo está devidamente em equilíbrio.
H2 + Cl2 → 2 HCl
Nesse caso, com a adição do coeficiente estequiométrico (2) houve o balanceamento dos átomos e da molécula, estabilizando a reação.
Balanceamento das equações químicas
Uma equação química comum no cotidiano é a combustão do álcool que acontece continuamente nos motores de automóveis.
Também chamado de etanol, sua reação ocorre quando ele reage com o gás oxigênio (O2), originando diversas substâncias, sendo os principais produtos originados o gás carbônico (CO2) e o vapor de água (H2O), sendo os dois invisíveis na reação.
A reação é representada na expressão a seguir:
C2H6O(?) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g)
Os elementos posicionados do lado esquerdo da seta são reagentes, eles interagem entre si para resultar em novas substâncias, chamadas de reagentes (C2H6O(?) + O2(g)).
As substâncias posicionadas à direita são chamadas de produtos, elas surgem após a ação das substâncias iniciais (CO2(g) + H2O(g)).
Um dos itens importantes nas equações químicas é o índice. Ele indica a quantidade de átomos dos elementos presentes nas soluções.
Dado como exemplo, a fórmula molecular do etanol: C2H6O. Logo, a molécula do etanol é formada por 2 átomos de carbono, 6 átomos de hidrogênio e 1 de oxigênio.
Na equação acima, há algumas substâncias e todos os seus índices serão identificados.
- O2→ Índice do O: indica que há 2 átomos de oxigênio
- CO2→ Índice do O: indica que há 2 átomos de oxigênio
Índice do C: indicação de apenas 1 átomo de carbono - H2O→ Índice do O: indica a presença de apenas 1 átomo de oxigênio
Índice do H: há 2 átomos de hidrogênio
Lei de Conservação das Massas (Lavoisier)
De acordo com lei de Conservação das Massas, proposta por Lavoisier, as equações químicas devem ser balanceadas, ou seja, a mesma quantidade de elementos presentes nos reagentes e produtos, mas em alguns casos a desigualdade contraria a lei de Lavoisier.
C2H6O(?) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(g)
Na equação demonstrada, houve o balanceamento das substâncias após a adição de números à esquerda de alguns elementos, estes indicativos de balanceamento são chamados de coeficientes estequiométricos ou apenas coeficientes.
É possível perceber que quando há apenas uma molécula não é necessário escrever o número 1. Logo, na equação acima uma molécula de etanol reage com 3 moléculas de oxigênio, formando 2 moléculas de dióxido de carbono e 3 moléculas de água.
Para determinar o valor exato de cada um dos átomos de cada elemento basta multiplicar os coeficientes estequiométricos pelos seus respectivos índices.
Reagentes:
- C = 1 . 2 = logo, há 2 átomos de hidrogênio
- H = 3 . 2 = nesse reagente há 6 átomos de hidrogênio
- O = 1 . 1 + 3 . 2 = 7 átomos de oxigênio
Produtos:
- C = 2 . 1 = dois átomos de carbono presentes na molécula
- H = 3 . 2 = seis átomos de hidrogênio
- O = 2 . 2 + 3 . 1 = 7 átomos de oxigênio na reação
Importante! O coeficiente estequiométrico é o valor relacionado ao número de moléculas, já o índice é a quantidade de átomos de cada elemento químico presente na equação.
–> Importante perceber que na molécula resultante na equação (2H2O – mostrada na imagem acima), o numeral “2” à frente do elemento corresponde ao coeficiente estequiométrico e o outro numeral “2” subescrito na fórmula representa o número de átomo do elemento químico especificamente.