Bilanciamento di una reazione chimica

 

Quando scriviamo una reazione chimica dobbiamo vedere se non ci sono errori, per fare ciò prima di tutto deve essere rispettata la legge della conservazione della massa. Tale legge afferma che per ogni elemento coinvolto nella reazione , il numero di atomi presenti nei reagenti debba essere uguale a quello presente nei prodotti.

Per fare ciò si usano i coefficienti stechiometrici, che sono dei numeri interi e frazionari che vengono messi davanti ai simboli dei reagenti e dei prodotti, se ce n’è bisogno.

Il calcolo dei coefficienti stechiometrici in una reazione rappresenta il bilanciamento di una equazione chimica.

Per esempio se consideriamo la reazione che porta alla formazione dell’acqua:

H_{{2}} + O_{{2}} → H_{{2}}O

Possiamo notare come tale reazione, scritta in questo modo, non rispetti la legge della conservazione della massa. Infatti, gli atomi di ossigeno del reagente sono due, invece nel prodotto è solo uno. A questo punto avviene il bilanciamento, aggiungendo i coefficienti stechiometrici. Si deve fare in modo che il numero di atomi di idrogeno e di ossigeno dei reagenti, sia lo stesso nei prodotti.

2H_{{2}} + O_{{2}} → 2 H_{{2}}O

Nel bilanciamento il coefficiente stechiometrico uno viene omesso.

Notiamo che la reazione per la formazione dell’acqua in questo modo è bilanciata, perchè nei reagenti sono presenti 4 atomi di idrogeno e due di ossigeno, lo stesso nei prodotti,

Non esiste una regola universale per bilanciare una reazione, però possiamo dire che ci sono dei punti da seguire per facilitare l’operazione di bilanciamento.

 

  • Conviene bilanciare per primi gli atomi dei metalli e dei non metalli;
  • bilanciare per ultimi gli atomi di idrogeno e di ossigeno;
  • I coefficienti stechiometrici devono essere i minori valori possibile;
  • il coefficiente stechiometrico 1 si omette;
  • nell’equazione devono essere rappresentate solo solo le specie chimiche che effettivamente partecipano alla reazione. L’acqua, nelle reazioni in cui si comporta solo da solvente, non va rappresentata nell’equazione;
  • se compaiono sia nei reagenti che nei prodotti degli ioni poliatomici come {SO_{4}}^{2-}, bisogna bilanciarli come gruppo di atomi.

Ora facciamo degli esempi:

Bilanciamo Al(OH)_{{3}} + H_{{2}}SO_{{3}} → Al_{{2}}(SO_{{3}})_{{3}} + H_{{2}}O

Come abbiamo visto in precedenza si devono bilanciare prima gli atomi dei metalli e dei non metalli.

Trai i reagenti c’è un atomo di alluminio, invece tra i prodotti 2, quindi aggiungiamo il coefficiente stechiometrico 2 davanti all’alluminio dei reagenti.

2Al(OH)_{{3}} + H_{{2}}SO_{{3}} → Al_{{2}}(SO_{{3}})_{{3}} + H_{{2}}O

Poi bilanciamo lo zolfo che nei reagenti è uno e nei prodotti è 3, quindi poniamo un 3 davanti ad H_{{2}}SO_{{3}}

2Al(OH)_{{3}} + 3H_{{2}}SO_{{3}} → Al_{{2}}(SO_{{3}})_{{3}} + H_{{2}}O

Poi passiamo a bilanciare l’idrogeno che nei reagenti sono 12 perchè nel  2Al(OH)_{{3}} sono 6 perchè l’amo di idrogeno si moltiplica prima con il 3 dopo la parentesi e poi con il 2 del coefficiente stechiometrico. Nei prodotti gli idrogeni sono solo 2, quindi il coefficiente stechiometrico da aggiungere è 6.

2Al(OH)_{{3}} + 3H_{{2}}SO_{{3}} → Al_{{2}}(SO_{{3}})_{{3}} +6 H_{{2}}O

A questo punto bilanciamo l’ossigeno. Nei reagenti sono 15 perchè (3•2+3•3) e nei prodotto 15 (3•3+6). Quindi non dobbiamo aggiungere nulla.

La reazione bilanciata è la seguente:

2Al(OH)_{{3}} + 3H_{{2}}SO_{{3}} → Al_{{2}}(SO_{{3}})_{{3}} +6 H_{{2}}O

Facciamo un altro esempio:

H_{{3}}PO_{{4}} + Ca(OH)_{{2}} → Ca_{{3}}(PO_{{4}})_{{2}} + H_{{2}}O

Bilanciamo il calcio e il gruppo poliatomico {PO_{4}}^{3-}.

2H_{{3}}PO_{{4}} + 3Ca(OH)_{{2}} → Ca_{{3}}(PO_{{4}})_{{2}} + H_{{2}}O

Si bilanciano poi l’idrogeno e l’ossigeno.

2H_{{3}}PO_{{4}} + 3Ca(OH)_{{2}} → Ca_{{3}}(PO_{{4}})_{{2}} + 6H_{{2}}O

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