Equação Global da Reação

As reações químicas são, na maioria das vezes, representadas por equações que expressam a formação dos produtos de um modo direto. Ou seja, a equação global de uma reação é aquela que representa apenas os reagentes e produtos, sem demonstrar os processos intermediários participantes.

Como exemplo, suponha que a grafite (Carbono) entre em combustão (portanto, um processo exotérmico – com variação de entalpia ΔH_t negativa) através da reação com oxigênio mediante uma fonte de ignição. Assim, essa reação se processa em dois estágios:

1. C_(s) + ½ O_2(g) → CO_(g) ΔH₁ < 0
2. CO_(g) + ½ O_2(g) → CO2_(g) ΔH₂ < 0

A soma das duas equações de cada estágio fornece a equação global da reação de oxidação estequiometricamente completa do carbono (uma vez que, considera-se a existência de 1 mol de oxigênio gasoso para cada 1 mol de carbono; caso essa proporção seja de ½ , apenas CO seria formado – combustão incompleta):

• C_(s) + O_2(g) → CO_2(g) ΔH_t = ΔH₁ + ΔH₂, com ΔH_t <0

Observe que a variação de entalpia calculada a partir da equação global sempre é igual à soma das variações de cada estágio intermediário.

Balanceamento de Equações

Ao realizar o balanceamento de equações, como através do método do íon-elétron, a equação global da reação será aquela cuja soma de todas as semi-reações de oxirredução e de formação de água elimine todos os elétrons representados.

Observe a reação química entre os íons permanganato e nitrito em meio aquoso ácido:

MnO₄^- + NO₂^- + H⁺ → Mn²⁺ + NO₃^- + H₂O

Numa rápida análise, pode-se perceber que o átomo de manganês sofre redução, enquanto o de nitrogênio oxidação. Assim, as semi-reações de oxirredução são as seguintes:

MnO₄^- + 5e^- + 8H⁺ → Mn²⁺ + 4H₂O (lembrando-se que átomos de oxigênio são balanceados com moléculas de água, do mesmo modo que íons de hidrogênio)

NO₂^- + H₂O  → NO₃^- + 2e^- + 2H⁺

Para obter-se a equação global dessa reação deve-se, na soma de todas as semi-equações, cancelar todos os elétrons envolvidos. Portanto, pode-se multiplicar a primeira equação por 2 e a segunda por 5:

2MnO₄^- + 10e^- + 16H⁺ → 2Mn²⁺ + 8H₂O

5NO₂^- + 5H₂O  → 5NO₃^- + 10e^- + 10H⁺

Somando as equações, tem-se:

2MnO₄^- + 5NO₂^- + 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 5NO₃^- + 3H₂O

Nas reações balanceadas apenas pelo método redox, a equação global também é dada pela soma das semi-reações de oxidação e redução:

Ex.: Al + Co²⁺ → Al³⁺ + Co

Para essa reação, deve-se também balancear as cargas com elétrons, em seguida multiplicar ambas as semi-reações com números que igualem o número de elétrons e somá-las:

Al → Al³⁺ + 3e^- (x 2)

Co²⁺ + 2e^- → Co (x 3), somando as equações:

2Al + 3Co²⁺ →2Al³⁺ + 3Co