Sabe-se que x moléculas de oxigênio (O2) reagem com y moléculas de hidrogênio (H2) para produzir z moléculas de água (H2 O) :
x H2+y O2 z H2 O
A equação está balanceada quando o número de átomos de cada elemento permanece o mesmo após a reação. Determine a quantidade de moléculas de oxigênio e hidrogênio necessárias para produzir 10 moléculas de água de forma que a reação acima fique balanceada.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma reação química onde moléculas de hidrogênio ( H2) reagem com moléculas de oxigênio ( O2) para formar moléculas de água ( H2O). O objetivo aqui é balancear essa equação química e descobrir quantas moléculas de oxigênio e de hidrogênio são necessárias para produzir 10 moléculas de água de forma que a reação fique balanceada. Vamos precisar entender sobre balanceamento de equações químicas e proporções de reação.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação química que a gente tem:
x H2 + y O2 z H2O
Queremos balancear essa equação, ou seja, garantir que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo dos dois lados da seta. Depois, vamos usar essa equação balanceada para descobrir quantas moléculas de H2 e O2 precisamos para produzir 10 moléculas de H2O.

Passo 3

Vamos começar balanceando a equação. Primeiro, olhamos para cada elemento:
  • Hidrogênio (H): Do lado esquerdo, temos 2x átomos de H (porque cada molécula de H2 tem 2 H). Do lado direito, cada molécula de H2O tem 2 H, então temos 2z átomos de H.
  • Oxigênio (O): Do lado esquerdo, temos 2y átomos de O (cada O2 tem 2 O). Do lado direito, cada H2O tem 1 O, então temos z átomos de O.
Para balancear:
  1. Igualamos os átomos de H: 2x = 2z
  2. Igualamos os átomos de O: 2y = z

Passo 4

Vamos resolver essas equações:
  1. De 2x = 2z, podemos simplificar para x = z.
  2. De 2y = z, já sabemos que x = z, então substituindo, temos 2y = x.
Mas queremos uma proporção simples, então vamos escolher z = 2 (líquido comum em química para facilitar). Assim:
  • x = 2
  • 2y = 2 y = 1
Então, a equação balanceada fica:
2 H2 + 1 O2 2 H2O

Passo 5

Agora que a equação está balanceada, vemos que 2 moléculas de H2 reagem com 1 molécula de O2 para formar 2 moléculas de H2O. Isso nos dá a proporção direta:
2 H2 : 1 O2 : 2 H2O
Queremos produzir 10 moléculas de H2O. Vamos ver de quanto precisamos multiplicar a proporção para chegar a 10 moléculas de água. Como a proporção original produz 2 moléculas de água, multiplicamos todos os termos por 5 (porque 10 ÷ 2 = 5):
  • H2: 2 times 5 = 10 moléculas
  • O2: 1 times 5 = 5 moléculas
  • H2O: 2 times 5 = 10 moléculas

Resposta

Para produzir 10 moléculas de água ( H2O), são necessárias 10 moléculas de hidrogênio ( H2) e 5 moléculas de oxigênio ( O2) para que a reação fique balanceada.

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