Istituto d'Arte "Benedetto Alfieri"
Formazione a distanza
Corso di Chimica - prof. Marco Bobba

Bilanciamento delle reazioni chimiche

Come abbiamo già detto nella sezione precedente: "in una reazione chimica gli atomi delle sostanze che reagiscono si ricombinano fra loro formando nuove sostanze e scambiando energia; in altre parole: le sostanze presenti all'inizio della reazione, chiamate  reagenti, si trasformano in altre sostanze, con caratteristiche differenti da quelle dei reagenti, che vengono chiamate prodotti" - per ogni tipo di atomo presente vale la regola: il numero degli atomi presenti all'inizio della reazione è uguale al numero degli atomi presenti alla fine della reazione.

Per la reazione C + O2 -> CO2 + energia si vede infatti che nei reagenti sono presenti un atomo di carbonio e 2 di ossigeno e lo stesso vale per i prodotti.

La regola precedente non sembra però funzionare per la reazione H2 + O2 -> H2O dal momento che nei reagenti troviamo 2 atomi di idrogeno e 2 di ossigeno mentre nei prodotti sono presenti 2 atomi di idrogeno ma solo uno di ossigeno. Eppure questa è proprio la reazione che avviene sperimentalmente quandi si fanno reagire idrogeno e ossigeno, la reazione sembra sbagliata perché non è bilanciata.

Per bilanciare una reazione chimica si devono impostare dei coefficienti di bilanciamento per mantenere costante il numero degli atomi che prendono parte alla reazione.

Nel caso della reazione precedente si può notare che ogni molecola d'acqua contiene un atomo di ossigeno mentre la molecola di ossigeno ne contiene 2, da una molecola di ossigeno si possono formare quindi 2 molecole di acqua e la reazione va quindi modificata come segue:

H2 + O2 -> 2H2O

A questo punto il bilanciamento dell'ossigeno ha provocato uno squilibrio dell'idrogeno: 2 atomi come reagenti e 4 come prodotti ma è facile rimediare mettendo un 2 davanti all'idrogeno dal lato dei reagenti. La reazione bilanciata diventa:

2H2 + O2 -> 2H2O

dove si vede che dalla reazione tra 2 molecole di idrogeno (4 atomi) e da una di ossigeno (2 atomi) si formano 2 molecole di acqua che contengono complessivamente 4 atomi di idrogeno e due di ossigeno.


Alcuni esempi

Esempio 1: CH4 + O2 -> CO2 + H2O

In questa reazione notiamo la presenza di 4 atomi di idrogeno nei reagenti e di 2 atomi di idrogeno nei prodotti: occorre raddoppiare la quantità di idrogeno nei prodotti mettendo un coefficiente 2 davanti alla molecola di acqua, la reazione diventa:

CH4 + O2 -> CO2 + 2H2O

A questo punto abbiamo 4 atomi di ossigeno nei prodotti (2 atomi in CO2 e un atomo per ciascuna delle 2 molecole di acqua) ma solo due nei reagenti: questa situazione si risolve ponendo il coefficiente 2 davanti alla molecola di ossigeno nei reagenti. La reazione bilanciata diventa:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Esempio 2: H2S + O2 -> SO2 + H2O

In questo caso notiamo la presenza di 2 atomo di ossigeno nei reagenti e di 3 atomi di ossigeno nei prodotti. Il problema sembra complesso perché 3 non è un multiplo di 2.

Una situazione di questo tipo può essere risolta usando coefficienti frazionari, in questo caso particolare 3/2 per l'ossigeno reagente:

H2S + 3/2O2 -> SO2 + H2O

Se si vuole eliminare la frazione è sufficiente moltiplicare per 2 tutti i coefficienti di reazione:

2H2S + 3O2 -> 2SO2 + 2H2O

Interpretazione delle reazioni bilanciate

La reazione precedente può essere "letta" in modi diversi:

Caso 1: atomi e molecole

2 molecole di acido solfidrico (2H2S) reagiscono con 3 molecole di ossigeno (3O2) formando 2 molecole di anidride solforosa (2SO2) e 2 di acqua (2H2O)

Caso 2: moli

2 moli di acido solfidrico (2H2S) reagiscono con 3 moli di ossigeno (3O2) formando 2 moli di anidride solforosa (2SO2) e 2 di acqua (2H2O)

Caso 3: grammomolecole

2 grammomolecole di acido solfidrico (2H2S) reagiscono con 3 grammomolecole di ossigeno (3O2) formando 2 grammomolecole di anidride solforosa (2SO2) e 2 di acqua (2H2O)

Questionario

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