Balanceamento de equações químicas com resolução

Contando só os átomos, essa reação tem infinitas soluções: dá para somar a decomposição 2H₂O₂ = 2H₂O + O₂ em qualquer proporção, e os átomos continuam batendo. A resposta do livro, 2KMnO₄ + 5H₂O₂ + 3H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5O₂ + 8H₂O, vem da variação do Nox: todo o oxigênio com Nox −1 vira O₂. A ferramenta mostra essa resposta e avisa que, só pelos átomos, existem outras.

Escreva o Nox sobre cada elemento e procure os que mudam. O elemento que recebe elétrons (o Nox diminui) sofre redução, e a substância que o contém é o agente oxidante. O elemento que cede elétrons (o Nox aumenta) sofre oxidação, e a substância dele é o agente redutor. Em KMnO₄ + HCl, o manganês passa de +7 para +2 e recebe 5 elétrons, então o KMnO₄ é o agente oxidante; o cloro passa de −1 para 0, então o HCl é o agente redutor.

O cloro, o oxigênio, o hidrogênio, o nitrogênio e os outros elementos diatômicos existem como moléculas Cl₂, O₂, H₂ e N₂. Por isso a linha já pega dois átomos: 2Cl⁻¹ − 2e⁻ → Cl₂⁰. Assim o fator da linha vira direto o coeficiente da molécula, sem precisar dividir por dois depois. É o mesmo que, no método da escola, multiplicar a variação do Nox pela atomicidade: Δ = 1 × 2 = 2.

Quando o problema dá as quantidades de dois reagentes, em geral um deles está em excesso e não pode ser usado no cálculo: ele não reage todo. Divida a quantidade de matéria de cada reagente pelo seu coeficiente na equação balanceada; o menor resultado indica o reagente limitante, e o produto é calculado por ele. Com 13 g de zinco (0,2 mol) e 7,3 g de HCl (0,2 mol), o zinco dá 0,2 / 1 = 0,2 e o HCl dá 0,2 / 2 = 0,1: o HCl é o limitante e se formam 0,1 mol de hidrogênio.

22,4 L/mol é o volume de um mol de gás nas CNTP, 0 °C e 1 atm, as condições da maioria dos exercícios. Nas CATP, 25 °C e 1 atm, um mol ocupa cerca de 24,5 L; para usar esse valor, escolha temperatura e pressão próprias: 25 °C e 101,325 kPa. Pela IUPAC, a pressão padrão é 100 kPa, o que dá 22,7 L/mol a 0 °C. O Vm usado sempre aparece escrito na resolução.

A regra “a soma dos Nox é zero” dá +8/3 para o ferro. Um átomo sozinho não pode ter Nox fracionário: o Fe₃O₄ é o óxido misto FeO·Fe₂O₃, com um átomo de ferro com +2 e dois com +3, e +8/3 é a média. A ferramenta marca esse valor como média e não o apresenta como um Nox real.