20 . Faça o balanceamento dessa equação de modo a determinar os coeficientes estequiométricos abaixo e assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA dos mesmos.
E)
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que a gente tem aqui é uma equação química que precisa ser balanceada para encontrar os coeficientes estequiométricos $ x $, $ y $, $ z $ e $ w $. A matéria envolvida é a estequiometria, que estuda as relações quantitativas entre reagentes e produtos nas reações químicas. Para resolver isso, vamos ajustar os números na frente de cada composto para que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo nos dois lados da seta.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os elementos presentes na equação: Ouro (Au), Cloro (Cl) e Hidrogênio (H).
A equação dada é:
Agora, vamos contar os átomos de cada elemento em ambos os lados:
Reagentes:
- Au: $ x $
- Cl: $ 2y + z $ (cada $ Cl_2 $ tem 2 Cl e cada $ HCl $ tem 1 Cl)
- H: $ z $
Produtos:
- Au: $ w $
- Cl: $ w $
- H: $ w $
Passo 3
Queremos que o número de átomos de cada elemento seja igual nos dois lados.
Então, podemos montar as seguintes equações:
- Para o Ouro (Au):
- Para o Cloro (Cl):
- Para o Hidrogênio (H):
Passo 4
Vamos resolver essas equações passo a passo.
De 1:
De 3:
Agora, substituímos $ z $ na equação 2:
Simplificando:
Mas isso não faz sentido, pois não podemos ter 0 moléculas de $ Cl_2 $. Isso indica que provavelmente precisamos revisar a fórmula do produto. Geralmente, o ácido cloroáurico é $ HAuCl_4 $.
Vamos ajustar a equação para:
Agora, contando os átomos novamente:
Reagentes:
- Au: $ x $
- Cl: $ 2y + z $
- H: $ z $
Produtos:
- Au: $ w $
- Cl: $ 4w $
- H: $ w $
Então, temos novas equações:
- $ x = w $
- $ 2y + z = 4w $
- $ z = w $
Substituindo $ z = w $ na equação 2:
Para evitar frações, vamos escolher $ w = 2 $:
E $ z = w = 2 $
E $ x = w = 2 $
E $ x = w = 2 $
Resposta
Os coeficientes estequiométricos são $ x=2 $, $ y=3 $, $ z=2 $ e $ w=2 $. Portanto, a alternativa E) está correta.