Balanceamento químico

A estequiometria de uma reação química é de suma importância por informar o reagente limitante, a massa e volume (no caso de gases) finais dos produtos, a quantidade de reagentes que deve ser adicionada para que determinada quantidade de produto seja obtido, dentre outros dados. Portanto, o balanceamento de equações químicas deve ser feita sempre que se deseja retirar alguma informação acerca de uma reação fornecida.
Para que o balanceamento de reações químicas seja feito de maneira correta, deve-se atentar para os seguintes princípios:
1)    Lei da Conservação das massas: Essa lei indica que a soma das massas de todos os reagentes deve ser sempre igual à soma das massas de todos os produtos (princípio de Lavoisier).
2)      Lei das proporções definidas: Os produtos de uma reação são dotados de uma relação proporcional de massa com os reagentes. Assim, se 12g de carbono reagem com 36g de oxigênio para formar 48g de dióxido de carbono, 6g de carbono reagem com 18g de oxigênio para formar 24g de dióxido de carbono.
3)      Proporção atômica: De maneira análoga à lei das proporções definidas, os coeficientes estequiométricos devem satisfazer as atomicidades das moléculas de ambos os lados da equação. Portanto, são necessárias 3 moléculas de oxigênio (O₂) para formar 2 moléculas de ozônio (O₃
Deve-se lembrar que, de acordo com a IUPAC, os coeficientes estequiométricos devem ser os menores valores inteiros possíveis.

Métodos de Balanceamento

MÉTODO DAS TENTATIVAS

Como o nome já sugere, consiste na escolha de números arbitrários de coeficientes estequiométricos. Assim, apesar de mais simples, pode se tornar a forma mais trabalhosa de balancear uma equação.

MÉTODO ALGÉBRICO

Utiliza-se de um conjunto de equações, onde as variáveis são os coeficientes estequiométricos. Sendo que, essas equações podem ser solucionadas por substituição, escalonamento ou por matrizes (através de determinantes).
Exemplo: NH₄NO₃ → N₂O + H₂O
Passo 1: Identificar os coeficientes.
aNH₄NO₃ → bN₂O + cH₂O
Passo 2: Igualar as atomicidades de cada elemento respeitando a regra da proporção atômica. Assim, deve-se multiplicar a atomicidade de cada elemento da molécula pelo coeficiente estequiométrico identificado anteriormente.
Para o nitrogênio: 2a = 2b (pois existem 2 átomos de N na molécula NH₄NO₃)
Para o hidrogênio: 4a = 2c
Para o oxigênio: 3a = b + c
Ou seja, o número de átomos de cada elemento deve ser igual no lado dos reagentes e no lado dos produtos.
Passo 3: Resolver o sistema de equações
Se 2a = 2b, tem-se que a = b.
Se 4a = 2c, tem-se que 2a = c.
Portanto, atribuindo-se o valor arbitrário 2 para o coeficiente a, tem-se:
a = 2, b = 2, c = 4.
Mas, como os coeficientes devem ser os menores valores inteiros possíveis:
a = 1, b = 1, c = 2.
Passo 4: Substituir os valores obtidos na equação original
1NH₄NO₃ → 1N₂O + 2H₂O, ou simplesmente, NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O