A equação química e o seu acerto
Quando acendes o bico de gás do fogão da cozinha, o metano reage com o oxigénio do ar e transforma-se em dióxido de carbono e vapor de água. Esta transformação pode escrever-se com uma equação química: uma frase curta, feita de fórmulas, que diz exatamente o que entra e o que sai.
Reagentes e produtos
Ao misturares vinagre e bicarbonato de sódio num copo, há uma efervescência intensa, o pó branco desaparece e liberta-se um gás novo. Como representar, de forma ordenada, que substâncias havia no início e quais apareceram?
Quando só sabes os nomes, começas por uma equação de palavras e depois substituis cada nome pela fórmula química:
$$\text{metano} + \text{oxigénio} \rightarrow \text{dióxido de carbono} + \text{água}$$Ao acender um bico de gás do fogão da cozinha, o metano ($\text{CH}4$) reage com o oxigénio do ar e transforma-se em dióxido de carbono e vapor de água. O esquema mostra…
Ao acender um bico de gás do fogão da cozinha, o metano ($\text{CH}_4$) reage com o oxigénio do ar e transforma-se em dióxido de carbono e vapor de água. O esquema mostra os corpúsculos de cada substância:
Indica quais são os reagentes e quais são os produtos desta reação.
Completa a frase com as palavras que faltam: «Numa equação química, as substâncias que se transformam chamam-se $\dots$ e escrevem-se à $\dots$ da seta; as substâncias…
Completa a frase com as palavras que faltam: «Numa equação química, as substâncias que se transformam chamam-se $\dots$ e escrevem-se à $\dots$ da seta; as substâncias novas que se formam chamam-se $\dots$ e escrevem-se à $\dots$».
Lê com atenção a equação $\text{N}2 + 3\ \text{H}2 \rightarrow 2\ \text{NH}3$ e explica por palavras tuas o que ela indica: quantas moléculas de cada substância reagem e…
Lê com atenção a equação $\text{N}_2 + 3\ \text{H}_2 \rightarrow 2\ \text{NH}_3$ e explica por palavras tuas o que ela indica: quantas moléculas de cada substância reagem e quantas moléculas se formam.
Índices e coeficientes: não é a mesma coisa
O que significa o índice $2$ em $\text{H}2$? E o coeficiente $2$ que aparece à frente em $2\ \text{H}2\text{O}$? Explica por palavras tuas a diferença entre índice e…
O que significa o índice $2$ em $\text{H}_2$? E o coeficiente $2$ que aparece à frente em $2\ \text{H}_2\text{O}$? Explica por palavras tuas a diferença entre índice e coeficiente.
Quantos átomos de cada elemento existem no total em $3\ \text{CO}2$? E em $2\ \text{H}2\text{O}$? A figura mostra essas moléculas: Explica como se contam os átomos…
Quantos átomos de cada elemento existem no total em $3\ \text{CO}_2$? E em $2\ \text{H}_2\text{O}$? A figura mostra essas moléculas:
Explica como se contam os átomos quando uma fórmula tem um coeficiente à frente.
Para «acertar» a equação $\text{H}2 + \text{O}2 \rightarrow \text{H}2\text{O}$, um aluno altera o produto e escreve…
Para «acertar» a equação $\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}$, um aluno altera o produto e escreve $\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}_2$. Explica por que razão este truque não é permitido: que substância é na verdade o $\text{H}_2\text{O}_2$ e o que significa alterar um índice numa fórmula.
Porquê acertar: a conservação da massa
Se queimares $16\ \text{g}$ de metano com $64\ \text{g}$ de oxigénio num recipiente fechado, a balança marca $80\ \text{g}$ antes e depois da combustão. Como se explica, à escala dos átomos, que não se ganhe nem se perca massa?
Isto explica um engano comum, como o da Nadia que acha que o papel «perde matéria» ao arder. As cinzas pesam menos porque parte da matéria se transformou em gases (dióxido de carbono e vapor de água) que saem para o ar. Num sistema fechado, onde nada escapa, a massa total mantém-se; num sistema aberto, os gases podem sair e a balança marca menos.
Altera os coeficientes até a tabela indicar «acertado» em todos os elementos. Repara que, com os coeficientes certos, o hidrogénio e o oxigénio ficam igualados ao mesmo tempo.
Por que razão é necessário acertar as equações químicas antes de as utilizar? Indica a lei em que se baseia o acerto e explica-a com uma frase simples sobre o que…
Por que razão é necessário acertar as equações químicas antes de as utilizar? Indica a lei em que se baseia o acerto e explica-a com uma frase simples sobre o que acontece aos átomos numa reação.
Conta os átomos de hidrogénio e de oxigénio que existem em cada membro da equação $\text{H}2 + \text{O}2 \rightarrow \text{H}2\text{O}$, representada com corpúsculos na…
Conta os átomos de hidrogénio e de oxigénio que existem em cada membro da equação $\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}$, representada com corpúsculos na figura, e diz, sem a alterares ainda, se está acertada ou não. Justifica a tua resposta.
Num recipiente fechado queimam-se completamente $12\ \text{g}$ de carbono com $32\ \text{g}$ de oxigénio, formando-se dióxido de carbono. O esquema representa o…
Num recipiente fechado queimam-se completamente $12\ \text{g}$ de carbono com $32\ \text{g}$ de oxigénio, formando-se dióxido de carbono. O esquema representa o recipiente fechado antes e depois da reação:
Que massa de dióxido de carbono se obtém? Em que lei te baseias para o afirmar sem necessidade de a pesar?
Num recipiente fechado, $10\ \text{g}$ de uma substância A reagem completamente com $5\ \text{g}$ de uma substância B, obtendo-se $12\ \text{g}$ de uma substância C…
Num recipiente fechado, $10\ \text{g}$ de uma substância A reagem completamente com $5\ \text{g}$ de uma substância B, obtendo-se $12\ \text{g}$ de uma substância C juntamente com uma certa massa de uma substância D. O esquema resume as massas conhecidas:
- a) Que massa de D se formou?
- b) Justifica o cálculo enunciando a lei que aplicaste.
Colocamos uma vela acesa sobre uma balança de precisão em duas situações: a) Ao ar livre: a balança marca cada vez menos à medida que a vela se consome. b) Dentro de uma…
Colocamos uma vela acesa sobre uma balança de precisão em duas situações:
- a) Ao ar livre: a balança marca cada vez menos à medida que a vela se consome.
- b) Dentro de uma campânula de vidro hermética: a indicação quase não se altera.
A figura mostra as duas montagens:
Explica os dois resultados usando a lei de conservação da massa e justifica se em algum dos casos «desaparece» realmente matéria.
O que acontece aos átomos numa reação
Já sabes que o número de átomos se mantém. Falta perceber porquê, e em que difere uma reação de uma simples mistura.
Pelo modelo corpuscular: nos reagentes, os átomos estão ligados de uma maneira. Durante a reação, essas ligações desfazem-se e os mesmos átomos voltam a ligar-se de outra maneira, formando novas substâncias. Nenhum átomo aparece ou desaparece, por isso o número total de átomos de cada elemento é igual antes e depois, e a massa total também.
Numa mistura, pelo contrário, as substâncias ficam lado a lado, sem se transformarem: não se desfazem ligações nem se formam substâncias novas.
Na reação do hidrogénio com o oxigénio, as moléculas $\text{H}_2$ e $\text{O}_2$ separam-se em átomos que se juntam de novo, dois de H com um de O, em moléculas de água.
Explica, usando o modelo corpuscular, o que acontece exatamente com os átomos numa reação química: o que sucede aos átomos dos reagentes, por que razão o seu número…
Explica, usando o modelo corpuscular, o que acontece exatamente com os átomos numa reação química: o que sucede aos átomos dos reagentes, por que razão o seu número total não muda e em que difere uma reação química de uma simples mistura de substâncias. Ilustra a tua explicação com a reação do hidrogénio com o oxigénio para formar água, representada com corpúsculos na figura:
Acertar por tentativas
Acerta por tentativa a equação de formação da água: $\text{H}2 + \text{O}2 \rightarrow \text{H}2\text{O}$. Escreve os coeficientes necessários para cada substância.
Acerta por tentativa a equação de formação da água: $\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}$. Escreve os coeficientes necessários para cada substância.
O gás natural de muitas casas é o metano. Acerta por tentativa a sua combustão: $\text{CH}4 + \text{O}2 \rightarrow \text{CO}2 + \text{H}2\text{O}$. Indica os…
O gás natural de muitas casas é o metano. Acerta por tentativa a sua combustão: $\text{CH}_4 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$. Indica os coeficientes pela ordem em que surgem as substâncias.
O amoníaco é fabricado na indústria a partir de azoto e hidrogénio e é depois utilizado na produção de fertilizantes. Acerta a equação:…
O amoníaco é fabricado na indústria a partir de azoto e hidrogénio e é depois utilizado na produção de fertilizantes. Acerta a equação: $\text{N}_2 + \text{H}_2 \rightarrow \text{NH}_3$.
O magnésio dos archotes e dos fogos de artifício arde com uma luz branca muito intensa, formando-se óxido de magnésio. Acerta a equação:…
O magnésio dos archotes e dos fogos de artifício arde com uma luz branca muito intensa, formando-se óxido de magnésio. Acerta a equação: $\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow \text{MgO}$.
Quando o ferro se oxida completamente forma-se óxido de ferro(III). Acerta a equação: $\text{Fe} + \text{O}2 \rightarrow \text{Fe}2\text{O}3$. Verifica depois contando…
Quando o ferro se oxida completamente forma-se óxido de ferro(III). Acerta a equação: $\text{Fe} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3$. Verifica depois contando os átomos de cada elemento em ambos os membros.
O butano das botijas de gás, $\text{C}4\text{H}{10}$, arde com o oxigénio do ar e forma dióxido de carbono e água. a) Acerta a equação:…
O butano das botijas de gás, $\text{C}_4\text{H}_{10}$, arde com o oxigénio do ar e forma dióxido de carbono e água.
- a) Acerta a equação: $\text{C}_4\text{H}_{10} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$.
- b) Verifica, contando os átomos de carbono, hidrogénio e oxigénio em ambos os membros, que o teu acerto cumpre a conservação dos átomos.
A água oxigenada da caixa de primeiros socorros, $\text{H}2\text{O}2$, decompõe-se lentamente em água e oxigénio. a) Acerta a equação:…
A água oxigenada da caixa de primeiros socorros, $\text{H}_2\text{O}_2$, decompõe-se lentamente em água e oxigénio.
- a) Acerta a equação: $\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2$.
- b) O frasco de água oxigenada indica que deve ser guardado bem fechado e em local fresco e escuro. Relaciona estas instruções com a reação anterior e explica o que aconteceria se não fossem seguidas.
A fina camada que protege da corrosão as peças de alumínio de um avião forma-se quando o metal reage com o oxigénio do ar. a) Acerta a equação:…
A fina camada que protege da corrosão as peças de alumínio de um avião forma-se quando o metal reage com o oxigénio do ar.
- a) Acerta a equação: $\text{Al} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Al}_2\text{O}_3$.
- b) Explica por que razão, ao acertar por tentativa, convém começar por um elemento que aparece numa única substância em cada membro da seta.
O que significam os coeficientes
Lê-se assim: $\text{N}_2 + 3\ \text{H}_2 \rightarrow 2\ \text{NH}_3$ indica que uma molécula de azoto reage com três de hidrogénio e formam-se duas de amoníaco.
A equação acertada da combustão do metano é $\text{CH}4 + 2\ \text{O}2 \rightarrow \text{CO}2 + 2\ \text{H}2\text{O}$. Se reagirem $5$ moléculas de metano: a) Quantas…
A equação acertada da combustão do metano é $\text{CH}_4 + 2\ \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\ \text{H}_2\text{O}$. Se reagirem $5$ moléculas de metano:
- a) Quantas moléculas de oxigénio são consumidas?
- b) Quantas moléculas de dióxido de carbono e quantas de água se formam?
A equação acertada da formação da água é $2\ \text{H}2 + \text{O}2 \rightarrow 2\ \text{H}2\text{O}$. Alguém propõe dividir todos os coeficientes por dois e escrever…
A equação acertada da formação da água é $2\ \text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\ \text{H}_2\text{O}$. Alguém propõe dividir todos os coeficientes por dois e escrever $\text{H}_2 + \frac{1}{2}\ \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}$.
- a) A conservação dos átomos continuaria a ser cumprida?
- b) Que problema existe em falar de «meia molécula» de oxigénio?
- c) Justifica por que razão, por convenção, os coeficientes de uma equação acertada são números inteiros e os menores possíveis.
Alguns foguetes usam hidrogénio como combustível, que arde com oxigénio e forma vapor de água. a) Escreve a equação da reação e acerta-a. b) Se num teste em terra…
Alguns foguetes usam hidrogénio como combustível, que arde com oxigénio e forma vapor de água.
- a) Escreve a equação da reação e acerta-a.
- b) Se num teste em terra reagirem $100$ moléculas de hidrogénio, quantas moléculas de oxigénio são consumidas e quantas de água se formam?
- c) Quantos átomos de hidrogénio existem no total antes da reação? E depois? Relaciona a tua resposta com a lei de conservação.
Volta ao princípio: a combustão do metano do fogão escreve-se com a equação acertada $\text{CH}_4 + 2\ \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\ \text{H}_2\text{O}$: por cada molécula de metano são precisas exatamente duas de oxigénio do ar, para formar uma de dióxido de carbono e duas de vapor de água.