Come bilanciare le equazioni chimiche

Una reazione chimica ha luogo quando una molecola o un insieme di molecole viene trasformato in un altro tipo di molecola o insieme di molecole. Per descrivere questo processo, gli scienziati fanno uso di equazioni chimiche.

UN equazione chimica è una rappresentazione simbolica della reazione chimica. È scritto utilizzando i nomi degli elementi presi dalla tavola periodica e indica reagenti e prodotti.

La seguente equazione mostra l'equazione chimica per una reazione di combustione:

A sinistra della freccia ci sono i reagenti per questa reazione, mentre a destra ci sono i prodotti. La freccia indica la direzione in cui procede la reazione.

Puoi vedere che la reazione richiede metano e ossigeno per produrre anidride carbonica e acqua. Puoi anche vedere che c'è un coefficiente vicino sia all'ossigeno che all'acqua. Perchè è questo?

Il Legge della conversazione di massa afferma che gli atomi non vengono né creati né distrutti durante una reazione chimica. Di conseguenza, il numero totale di atomi di ciascun tipo deve essere sempre lo stesso su entrambi i lati dell'equazione chimica.

Poiché i reagenti e i prodotti non cambiano, spesso l'unico modo per assicurarsi lo stesso numero di number gli atomi sono su entrambi i lati della freccia comporta l'aggiunta di coefficienti ai singoli composti coinvolti.

Dai un'occhiata di nuovo alla reazione di combustione mostrata sopra. Questa volta non ha coefficienti:

Dal lato dei reagenti c'è un atomo di carbonio, quattro atomi di idrogeno e due atomi di ossigeno.

Dal lato dei prodotti c'è un atomo di carbonio, due atomi di idrogeno e tre atomi di ossigeno.

La Legge di Conservazione della Massa è stata infranta! Non c'è un numero uguale di atomi di idrogeno o di ossigeno su entrambi i lati. Il lato reagente ha quattro atomi di idrogeno mentre il lato prodotto ne ha solo due.

Ciò significa che sono necessari coefficienti per garantire che ci sia un numero uguale di atomi su entrambi i lati. In questo caso, aggiungendo un due come coefficiente all'acqua, si finisce con quattro atomi di idrogeno su entrambi i lati, che è esattamente ciò che serve. Quindi, l'idrogeno si conserva.

Infine, il numero di atomi di ossigeno deve essere bilanciato. Dopo aver aggiunto all'acqua il coefficiente di due, ci sono quattro atomi di ossigeno sul lato prodotto e solo due sul lato reagente. Aggiungendo un coefficiente di due a O₂ reagente, questo squilibrio può essere corretto. Con questo, ora ci sono quattro atomi di ossigeno su entrambi i lati.

Ecco la versione bilanciata dell'equazione:

Sebbene le equazioni di bilanciamento richiedano sempre un po' di congetture e alcune prove ed errori, ci sono alcune regole di base che puoi seguire.

1. Conta il numero di atomi per ogni elemento su ciascun lato.
2. Scegli un elemento con cui iniziare. Di solito è meglio iniziare scegliendo l'elemento di cui ci sono la maggior parte. Bilancia quell'elemento aggiungendo coefficienti.
3. Ricalcola il numero totale di atomi per ogni elemento dopo l'aggiunta dei coefficienti.
4. Bilancia l'elemento successivo aggiungendo coefficienti.
5. Continua questo processo fino a quando tutti gli elementi sono bilanciati.
6. Gestire gli ioni poliatomici come un'unità.
7. Se alcuni composti sono carichi, assicurati che anche le cariche siano bilanciate.
8. Finisci sempre controllando il tuo lavoro.

Ad esempio, bilancia l'equazione per la reazione di fotosintesi complessiva:

1. Conta il numero di atomi di ciascun elemento su ciascun lato.

2. Scegli un elemento con cui iniziare. Di solito è una buona idea iniziare con l'elemento che ha il maggior numero di atomi. In questo caso sono i 12 atomi di idrogeno nel lato del prodotto. Il lato reagente deve essere cambiato in modo che ci siano 12 atomi di idrogeno anche su quel lato. Per fare ciò, puoi aggiungere un coefficiente di 6 davanti all'acqua poiché l'acqua contiene due idrogeni.

3. Ora, ricalcola il numero totale di atomi.

4. Successivamente, puoi passare al carbonio poiché chiaramente non è ancora bilanciato. Per fare ciò, aggiungendo un coefficiente di 6 davanti all'anidride carbonica si otterranno 6 atomi di carbonio sul lato reagente.

5. Ora, ricalcola il numero di atomi su ciascun lato.

6. Ora, l'unico elemento rimasto da bilanciare è l'ossigeno. Ci sono 6 atomi di ossigeno nel primo prodotto. Quindi ciò lascerebbe 12 atomi. Se si aggiunge un coefficiente di 6 davanti a O₂, questo sarebbe 12 atomi di ossigeno.

7. Per assicurarti che sia corretto, ricalcola il numero di atomi di ciascun elemento su entrambi i lati.

Ora hai un'equazione bilanciata per la reazione complessiva della fotosintesi.