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Quando la materia subisce una trasformazione, senza che la sua massa presenti variazioni importanti, si parla di reazione chimica. Ciò vuol significare che, le specie chimiche si modificano da sole, per poter creare nuove specie chimiche, dove ognuna viene conosciuta come prodotto. Si può tuttavia, intervenire su tali processi. In questo articolo infatti, si spiegherà principalmente come bilanciare una reazione chimica, cosa che farà evitare errori sia nei compiti scolastici, che in ambito lavorativo. Dopo aver studiato e approfondito tutti i passaggi, tale operazione risulterà molto meno complessa e di immediata comprensione.
Quando si scrive un'equazione per una reazione chimica, i due lati dell'equazione devono essere equilibrati : è necessario lo stesso numero di ciascun tipo di elemento su entrambi i lati. Se si esegue una reazione chimica e si sommano accuratamente le masse di tutti i reagenti, e quindi si confronta la somma con la somma delle masse di tutti i prodotti, si vede che sono gli stessi.
Una legge in chimica, la legge sulla conservazione della massa , afferma: "In una normale reazione chimica, la materia non viene né creata né distrutta". Ciò significa che durante la reazione non si sono ottenuti né perduti atomi. Possono essere combinati in modo diverso, ma sono ancora lì. Il bilanciamento delle reazioni chimiche si regge sulla "Legge di Lavoisier", secondo la quale "la massa dei reagenti che partecipano ad una reazione chimica deve essere uguale alla massa dei prodotti". Questo sta a significare che il fine di un bilanciamento chimico, è ottenere il medesimo numero di atomi tra i reagenti e i prodotti, ossia i medesimi atomi a inizio reazione e alla fine di questa.
Passiamo ad un esempio un po' più complicato. Bilanciamo questa reazione: a sinistra ci sono un atomo di carbonio, 4 di idrogeno e due di ossigeno; a destra un atomo di carbonio, tre di ossigeno e due di idrogeno.
Partiamo dal carbonio che, risultando già bilanciato, non andremo a modificare; passiamo allora all'idrogeno, 4 atomi a sinistra, e due a destra, andiamo a mettere un 2 davanti alla molecola dell'acqua in modo che la reazione diventi la seguente:
CH4 O2 ------------ CO2 2H2O.
Se torniamo a contare gli atomi si può notare che adesso l'ossigeno a sinistra è in difetto (due atomi di ossigeno a sinistra e quattro totali a destra). Andremo ad aggiungere un 2 davanti all'O2 di sinistra in modo che la reazione risulti bilanciata, sotto la forma "CH4 2O2 -------- CO2 2H2O". Proseguendo con il contare gli atomi, ci si può subito accorgere che qualcosa non va perché a sinistra ci sono due atomi di idrogeno (H2) e a destra invece quattro (2H2, 2x2=4). Per risolvere la questione, si aggiunge un due a sinistra davanti ad H2, per farli diventare quattro anche a sinistra, e la reazione prenderà una forma diversa, divenendo:
2H2 O2 --------- 2H2O.
Una reazione chimica è chiamata processo Haber, un metodo per preparare l'ammoniaca facendo reagire gas azoto con gas idrogeno: questa equazione mostra cosa succede nella reazione, ma non mostra quanto di ogni elemento hai bisogno per produrre l'ammoniaca. Per scoprire la quantità di ogni elemento di cui hai bisogno, devi bilanciare l'equazione, assicurati che il numero di atomi sul lato sinistro dell'equazione sia uguale al numero di atomi sulla destra.
Conosci i reagenti e il prodotto per questa reazione e non puoi cambiarli. L'unica cosa che puoi fare per bilanciare l'equazione è aggiungere coefficienti , numeri interi davanti ai composti o elementi nell'equazione. I coefficienti ti dicono quanti atomi o molecole hai.
Ad esempio, se scrivi quanto segue, significa che hai due molecole d'acqua: per una migliore comprensione si parte da un esempio pratico. È' consigliabile cominciare dai metalli e dai non metalli, mentre non è molto consigliabile cominciare bilanciando O e H. Nel seguente caso tuttavia, si partirà prendendo in considerazione H oppure O. Nei reagenti, ci sono due atomi di idrogeno e a destra due. Ci sono poi due atomi di ossigeno a sinistra e uno solo a destra. Ciò non va bene, per cui si deve bilanciare la reazione mettendo un due davanti ad H2O, in modo che la reazione diventi in tal maniera:
H2 O2 ---------- 2H2O.
Non è possibile modificare i composti e non è possibile modificare i pedici, poiché ciò cambierebbe i composti.
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