Il bilanciamento delle reazioni chimiche è l’argomento di chimica della lezione online di oggi, da conoscere molto bene se devi studiare per interrogazioni e compiti in classe di chimica o se hai intenzione di partecipare ai test di ammissione a medicina, veterinaria, professioni sanitarie 2021.
Continua a leggere per imparare o ripassare cosa sono e come si bilanciano le reazioni chimiche. A seguire trovi la teoria con le definizioni e gli esempi spiegati dal nostro tutor di chimica nella videolezione su come si bilancia una reazione chimica.
Reazione chimica: definizione
Che cos’è una reazione chimica?
Una reazione chimica è un fenomeno che si verifica tra una o più sostanze che reagendo tra loro ne generano altre, dette prodotti.
Più precisamente, la conversione dei reagenti nei prodotti avviene poiché nei primi si ha una rottura dei legami tra gli atomi che li costituiscono. Questi atomi formano nuovi legami, diversi da quelli appena “rotti”, dando origine ai prodotti.
Quindi, durante una reazione chimica si formano oppure si rompono i cosiddetti legami chimici.
Leggi anche I legami chimici: cosa sono, elenco ed esempi.
Una reazione può essere irreversibile o all’equilibrio:
- una reazione è detta irreversibile se i prodotti non possono convertirsi spontaneamente nei reagenti;
- una reazione è detta all’equilibrio se, in determinate condizioni, le concentrazioni delle specie coinvolte non variano nel tempo.
Tipi di reazioni chimiche
Il tipo di reazione chimica dipende da come si combinano i reagenti che generano i prodotti.
I tipi di reazioni chimiche che si possono verificare sono:
- sintesi o combinazione diretta, quando due o più reagenti si trasformano in un solo prodotto finale;
- decomposizione, quando un reagente genera due o più prodotti, all’opposto di quanto avviene durante una reazione di sintesi;
- sostituzione, anche detta scambio semplice, quando un atomo, uno ione o un gruppo di atomi di una specie chimica vengono sostituiti da un altro atomo, ione, gruppo;
- metatesi o scambio doppio, quando avviene uno scambio di gruppi o elementi, atomi o ioni, tra sostanze che condividono la medesima valenza.
Inoltre, è importante ricordare il concetto di ossidoriduzione. Si parla di ossidoriduzione se durante una reazione chimica le sostanze modificano il loro numero di ossidazione. Il numero di ossidazione aumenta nella specie che si ossida e diminuisce in quella che si riduce.
Il numero di ossidazione o stato di ossidazione è la differenza tra il numero degli elettroni di valenza e quelli che rimangono dopo che gli elettroni di legame vengono assegnati all’atomo più elettronegativo di ogni coppia.
Equazioni chimiche
C’è una importante differenza tra equazioni e reazioni chimiche. È molto importante che tu capisca bene questa differenza perché è essenziale per comprendere come si bilancia una reazione chimica.
L’equazione chimica è la rappresentazione simbolica della reazione chimica.
Ecco un esempio di equazione chimica relativa alla reazione di combustione del metano, ancora da bilanciare:
CH4 + O2 → CO2 + H2O
Quindi, per capire come si rappresenta una reazione chimica, ricorda che in una equazione chimica, a sinistra si scrivono i reagenti e a destra i prodotti. Tra di essi, si inserisce una freccia come collegamento per indicare che le sostanze a sinistra, i reagenti, generano quelle di destra, i prodotti.
Bilanciamento delle reazioni chimiche
Per capire come si bilanciano le reazioni chimiche, bisogna partire dalla legge di Lavoisier.
In base alla legge di Lavoisier:
durante una reazione chimica, il numero di atomi di un elemento chimico deve essere sempre uguale tra i reagenti e i prodotti.
Per rispettare questa legge, è necessario introdurre i cosiddetti coefficienti stechiometrici, che sono quei numeri che vengono inseriti nell’equazione chimica prima delle formule dei singoli elementi e che indicano le molecole coinvolte per far in modo che la reazione chimica sia bilanciata.
Riprendiamo l’equazione della reazione di combustione del metano e bilanciamola:
CH4 + O2 → CO2 + H2O
Poiché tra i reagenti ci sono 2 molecole di ossigeno, O, mentre tra i prodotti sono 3 e 4 molecole di idrogeno, H, mentre tra i prodotti sono 2, per bilanciare la reazione bisogna inserire i seguenti coefficienti stechiometrici:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
In questo modo abbiamo 4 atomi di idrogeno sia tra i prodotti che tra i reagenti e 4 atomi di ossigeno sia a sinistra che a destra.
Nel caso del bilanciamento di reazioni chimiche più complesse, ti suggeriamo di partire dal bilanciamento degli elementi più particolari e meno frequenti o comunque dai metalli e dai non metalli, mentre puoi lasciare alla fine il bilanciamento di ossigeno e idrogeno.
Per approfondire e vedere altri esercizi sul bilanciamento delle reazioni chimiche, segui la videolezione su come si bilanciano le reazioni chimiche del nostro tutor.
Immagine in evidenza di RF._.studio da Pexels
