TD 013 – Representação de reações

Considere a reação onde o hidrogênio reage com o oxigênio para formar água. Esta reação pode ser representada da seguinte forma:

A flechinha indica que a reação ocorre no sentido da formação da água. Se a reação fosse de decomposição da água ela seria

Se a reação ocorre nos dois sentidos a representação seria

Nesta reação, duas moléculas de hidrogênio reagem com uma molécula de oxigênio para formar duas moléculas de água. Para isso, nas moléculas de hidrogênio, as ligações entre os átomos são desfeitas. O mesmo acontecendo com as ligações atômicas da molécula de oxigênio. Os átomos de hidrogênio e oxigênio formados se reagrupam formando moléculas de água. Isso é basicamente o que acontece. Considerando a igualdade no número de átomos nos dois membros, esta equação pode ser escrita da seguinte maneira:

Escrita desta forma a reação está indicando uma igualdade atômica entre os membros. O numero de átomos de hidrogênio e oxigênio a esquerda da igualdade é exatamente igual o número de átomos no membro à direita. Esta igualdade é fundamental pois expressa a lei da conservação atômica nas reações. Se ela não for obedecida a reação está escrita de forma errada. No membro à esquerda existem quatro átomos de hidrogênio e dois de oxigênio o mesmo acontecendo com o membro à direita.

Encarada como uma igualdade a esta equação pode ser rearranjada de duas maneiras:

Observe que os coeficientes estequiométricos passaram a ter sinais. A segunda forma, onde os coeficientes estequiométricos são negativos para os reagentes e positivos para os produtos é preferida. Isso porque o sinal negativo sugere consumo e o sinal positivo sugere produção. Então esta segunda forma será adotada como forma padrão de representação das reações químicas.

 

Adotando a forma de representação acima, uma reação que ocorre num sistema homogêneo e uniforme contendo C componentes passa a ser representada da seguinte maneira

Nesta representação A identifica o componente podendo ser a formula molecular ou o nome e alfa é o coeficiente deste componente na reação. Por convenção, o coeficiente estequiométrico é positivo para produtos e negativo para reagentes. Se o componente não participa da reação, sendo neste caso um inerte, o seu coeficiente estequiométrico é nulo. Ao escrever uma reação todos os componentes devem ser considerados mesmo aqueles que não participam da reação.

Se mais de uma reação ocorre simultaneamente no sistema então a representação da reação passa a ser

Neste caso o índice i denota as reações e o índice j os componentes. Nesta representação C é o número de componentes e R é o número de reações.

Os coeficiente estequiométricos formam uma matriz retangular RxC onde as linhas são as reações e as colunas são os componentes. Esta matriz é conhecida como matriz estequiométrica. No caso de uma reação, simples esta matriz será 1xC, isto, é uma matriz linha.

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