Bilanciamenti chimici: esercizi e spiegazione

BILANCIAMENTI CHIMICI: SPIEGAZIONE

L’interazione tra atomi e molecole viene rappresentata da un’equazione chimica che in linea generale può essere così scritta:
αA+ βB+⋯→ γC+ δD+⋯
Dove:
    A,B,… sono detti Reagenti
    C,D,… sono detti Prodotti della reazione
    α,β,γ,δ,… sono detti Coefficienti Stechiometrici

Se la freccia nell’equazione ha un unico verso, la reazione continua fino all’esaurirsi dei reagenti, se invece presenta 2 versi indica una situazione di equilibrio dinamico della reazione.
I coefficienti stechiometrici indicano semplicemente i rapporti tra le moli con cui avviene la reazione chimica.
La legge della Conservazione della Massa afferma (Lavoisier) che:
“Nel corso di una reazione chimica, la massa totale rimane costante”
Proprio questo principio viene utilizzato per bilanciare le equazioni chimiche, basta infatti tener conto che tra reagenti e prodotti, le moli di ogni specie chimica dovranno rimanere le stesse sia per reazioni complete che all’equilibrio (in questo caso si considerano le quantità chimiche che hanno reagito e quelle che non hanno reagito, ma il discorso non cambia).

Reazioni chimiche: appunti

COME SI FA A BILANCIARE UNA REAZIONE

Come bilanciare reazioni semplici?
    Si considera un elemento per volta
    Si bilancia per primo l’elemento chimico che compare in un numero minore di composti
    Si bilancia per ultimo l’elemento chimico più frequente
La Stechiometria è quel ramo della chimica che si occupa dello studio del bilanciamento delle reazioni chimiche.

Esempio:
CH_4+O_2  →CO_2+H_2 0
Tale reazione mostra la semplice combustione di 1 mole di metano con ossigeno.

Per il bilanciamento, come già detto, si parte dall’elemento meno frequente, in questo caso il Carbonio o l’Idrogeno (è indifferente). Ipotizzando di iniziare dal Carbonio si ha che tra i reagenti è presente 1 mole e così nei prodotti. Dunque necessariamente le moli di metano e anidride carbonica dovranno essere uguali. Per quanto riguarda l’idrogeno, invece, nel metano ne sono presenti 4 moli mentre nell’acqua solo 2, quindi è necessario aggiungere 2 moli di acqua. L’ossigeno, infine, è presente con 2 moli tra i reagenti e ben 4 moli tra i prodotti, quindi è necessario inserire moli doppie di ossigeno tra i reagenti (visto che gli altri composti sono già stati bilanciati e non possono essere modificati).

Esercizi di chimica per esercitazione

BILANCIAMENTI CHIMICI: ESERCIZI

La reazione diventa quindi:
CH_4+〖2O〗_2  →CO_2+〖2H〗_2 0
Nota Bene:
La massa totale dei prodotti non è uguale a quella dei reagenti, ciò che rimane invariato sono le moli.
Può essere utile calcolare la resa dell’equazione. La resa rappresenta il rapporto percentuale tra una certa quantità calcolata sperimentalmente e la medesima quantità risultante matematicamente:
Resa%=  (Quantità sperimentale)/(Quantità teorica)*100.

Reazione chimica e le conseguenze: appunti

COME SI FA IL BILANCIAMENTO IN CHIMICA

Per calcolare la quantità di prodotto teorico è necessario introdurre il concetto di reattivo limitante. Se le quantità reali di reagenti non corrispondono alle rispettive quantità stechiometriche nella reazione, necessariamente ci sarà un reagente che finirà prima degli altri. Questo è proprio il reattivo limitante. Dunque le moli degli altri composti dovranno essere comparate con quelle del reattivo limitante e non con i rispettivi coefficienti stechiometrici.
L’analisi indiretta risulta più complessa e richiede un’ottima padronanza dei bilanciamenti chimici e dei rapporti di reazione. Generalmente si deve impostare un sistema di più incognite la cui risoluzione consente di determinare reagenti e prodotti richiesti.