Question

Faça o balanceamento das equações abaixo

Answer 1

No processo de balanceamento, primeiro verificamos se há variação de nox de algum elemento, se sim, fazemos o balanceamento por redox, ou seja, fazendo o balanço de elétrons primeiro, se não, fazemos o balanceamento normal. Lembrando ainda que deve se utilizar os menores coeficientes inteiros.

I. CO2 + LiOH --> Li2CO3 + H2O
Nenhum elemento tem variação de nox (C=+4; O=-2; Li=+1; H=+1).
Começamos pelo lítio. Se o coeficiente do Li2CO3 for 1, teremos 2 Li nos produtos, então precisamos de 2 nos reagentes. O coeficiente do LiOH será 2.
CO2 + 2LiOH --> 1Li2CO3 + H2O
Assim, teremos 2H nos reagentes, então precisamos de 2 nos produtos. O coeficiente do H2O será 1.
CO2 + 2LiOH --> 1Li2CO3 + 1H2O
Temos 1C nos produtos, então precisamos de 1C nos reagentes. O coeficiente do CO2 será 1.
1CO2 + 2LiOH --> 1Li2CO3 + 1H2O
Conferimos os oxigñeios, temos 4 nos reagentes e 4 nos produtos, então o balanceamento está terminado:
1CO2 + 2LiOH --> 1Li2CO3 + 1H2O

II. KO2 + CO2  -->  K2CO3 + O2
Aqui é interessante perceber que o KO2 não é um óxido comum, ele é um superóxido, que diferente dos óxidos normais em que o oxigênio tem nox -2 e dos peróxido que o oxigênio tem nox -1, nos superóxidos o oxigênio tem nox -1/2.
Assim como o potássio tem nox +1  com 2 oxigênios de nox -1/2, teremos nox -1, assim a molécula será neutra.
Nos produtos temos o gás oxigênio, em que o oxigênio por ser uma substância simples, terá nox=0. Isso indica que o oxigênio sofreu oxidação pois nos reagentes temos oxigênio com nox -1/2 do KO2 e nox -2 do CO2.
Como não há nenhum outro elemento que sofre variação de nox, então temos que parte do oxigênio do KO2 sofre oxidação e parte sofre redução.
A semi-reação de oxidação será:
O(-1/2) --->  1/2 O2 + 1/2e  ====>   2O(-1/2) ---> 1O2 + 1e
A semi-reação de redução será:
O(-1/2) + 3/2e --> O(-2)   ===>    2O(-1/2)  + 3e --> 2O(-2)

Como na equação de redução temos 3 elétrons, precisamos  de 3 da oxidação, então multiplicamos a equação de oxidação por 3:
Oxidação:  6O(-1/2) ---> 3O2 + 3e
Redução: 2O(-1/2)  + 3e --> 2O(-2)

Baseado nisso, temos a formação de 3 moléculas de gás oxigênio (3O2), e para que isso ocorra, 6 oxigenios de nox -1/2 devem se oxidar, e para respeitar o balanço de elétrons, 2O de nox -1/2 devem se reduzir. 
Assim, temos que ter 6+2=8 oxigênios de nox -1/2 nos reagentes, e  como os oxigênios de nox -1/2 são do superóxido KO2, temos que ter 4 moléculas de KO2 (para ter 8 oxigênios). Então os coeficientes do KO2 de do O2 ficarão:
4KO2 + CO2  -->  K2CO3 + 3O2
Agora continuamos o balanço da forma convencional. Temos 4K nos reagentes, precisamos de 4K nos produtos. Então o coeficiente do K2CO3 será 2.
4KO2 + CO2  -->  2K2CO3 + 3O2
Com isso, teremos 2C nos produtos, então precisamos de 2C nos reagentes. O coeficiente do CO2 será 2.
4KO2 + 2CO2  -->  2K2CO3 + 3O2
Conferimos o total de oxigênios. Temos 12O nos reagentes e 12O nos produtos. Então o balanceamento está terminado.
4KO2 + 2CO2  -->  2K2CO3 + 3O2

III.  CO2 + H2 --> C + H2O
Nesta reação o hidrogênio está na forma de substância simples nos reagentes (tem nox 0) e o carbono esta na forma de substãnica simples nos produtos (tbm nox 0)
Desta forma, o carbono que está no reagente CO2 com nox +4, sofre redução do nox para 0. e o hidrogênio que está nos reagentes com nox 0 sofre oxidação para nox +1 na H2O.
A semi-reação de redução será:
C(+4) + 4e -->  C°
A semi-reação de oxidação será:
1/2H2  --->  H(+) + 1e
Para que o balanço de elétrons fique correto, multiplicamos a equação da oxidação por 4. Assim:
Oxidação: 2H2  --->  4H(+) + 4e
Redução: C(+4) + 4e -->  C°
Desta forma, se o coeficiente do C(s) nos produtos for 1, o coeficiente do H2 nos reagentes deverá ser 2.
CO2 + 2H2 --> 1C + H2O
Se temos 1C nos produtos, deveremos ter 1C nos reagentes. O coeficiente do CO2 será 1.
1CO2 + 2H2 --> 1C + H2O
Temos 4H nos reagentes, então temos que ter 4H nos produtos. O coeficiente do H2O será 2.
1CO2 + 2H2 --> 1C + 2H2O
Conferimos a quantidade de oxigênios. Temos 2O nos reagentes e 2O nos produtos. Então o balanceamento está terminado.
1CO2 + 2H2 --> 1C + 2H2O

Espero ter ajudado =)