Sono proposte 25 reazioni bilanciate che consentono di verificare la propria capacità nel bilanciamento sia delle reazioni di ossidoriduzione che in quelle che si bilanciano “a vista”.
In una reazione chimica devono comparire lo stesso numero e tipo di atomi sia nei reagenti che nei prodotti rispettando la legge di conservazione della massa nota come legge di Lavoisier dovuta al chimico francese Antoine Lavoisier.
In una reazione compaiono le formule in cui sono presenti, come pedici, dei numeri. Questi non vanno mai cambiati perché fanno parte della struttura molecolare. Quindi se si trova la formula BaCl2 non si può cambiare il numero 2 che si trova come pedice vicino a Cl perché fare ciò cambierebbe l’identità chimica della specie descritta
Per bilanciare una reazione bisogna anteporre a ciascuna specie un numero detto coefficiente stechiometrico per indicare quante molecole o moli di quella sostanza vengono utilizzate o prodotte.
Se in una reazione bilanciata davanti a una specie non compare alcun numero si sottintende il numero 1.
Se compare un numero diverso da 1 può essere utile pensare ai coefficienti come se fossero coefficienti in algebra perché proprio come in algebra, un coefficiente in un’equazione significa moltiplicare. Quindi se si trova scritto 2 AlCl3 significa che vi sono 2 atomi di alluminio e 2 · 3 = 6 atomi di cloro.
Nel caso di una formula del tipo Ca(NO3)2 vi è un atomo di Ca, 1 · 2 = 2 atomi di azoto e 3 · 2 = 6 atomi di ossigeno. Quindi se nella reazione bilanciata si trova che il coefficiente stechiometrico vale 2 gli atomi di tutte le specie devono essere raddoppiati.
Le reazioni possono avvenire con scambio di elettroni e, in tal caso, si tratta di reazioni di ossidoriduzione in cui una specie si ossida e un’altra si riduce. Si possono avere anche reazioni di doppio scambio in cui non vi è variazione del numero di ossidazione. In quest’ultimo caso si procede con un bilanciamento “a vista” chiamato anche bilanciamento mediante ispezione, in cui si procede a tentativi.
Tuttavia anche molte reazioni redox possono essere bilanciate con questo metodo.
Strategia per il bilanciamento
Conviene bilanciare per prima la formula più complessa e per ultima la formula più semplice.
Per determinare i coefficienti si può utilizzare il minimo comune multiplo
Se si è usato un coefficiente frazionario, moltiplicare entrambi i lati dell’equazione per il denominatore per ottenere coefficienti numerici interi.
Alla fine bisogna contare il numero di atomi di ciascun elemento su ciascun lato dell’equazione per assicurarsi che l’equazione chimica sia bilanciata.
Ad esempio si consideri la reazione:
P4 + O2 → P2O3
la formula più complessa è P2O3 e, tenendo conto che vi sono 2 P mentre a sinistra ve ne sono 4 si antepone il coefficiente 2
P4 + O2 → 2 P2O3
A destra vi sono 2 · 3 = 6 atomi di ossigeno e altrettanti devono essere presenti a sinistra. A sinistra ce ne sono 2 quindi si pone il coefficiente 3 davanti all’ossigeno:
P4 + 3 O2 → 2 P2O3
25 reazioni bilanciate
1)
Na3PO4 + KOH → K3PO4 + NaOH
Risultato : 1, 3, 1, 3
2)
MgF2 + Li2CO3 → MgCO3 + LiF
Risultato: 1, 1, 1, 2
3)
AgNO3 + Cu → Ag + Cu(NO3)2
Risultato: 2, 1, 2, 1
4)
ZnS + AlP → Zn3P2 + Al2S3
Risultato: 3, 2, 1, 1
5)
NaClO3 → NaCl + O2
Risultato: 2, 2, 3
6)
Fe2O3 + C → Fe + CO2
Risultato: 2, 3, 4, 3
7)
Na + O2 → Na2O
Risultato: 4, 1, 2
8)
CH4 + Cl2 → CCl4 + HCl
Risultato: 1, 4, 1, 4
9)
Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2
Risultato: 2, 3, 1, 3
10)
S8 + O2 → SO3
Risultato: 1, 12, 8
11)
CaCO3 + SO2 + O2 → CaSO4 + CO2
Risultato: 2, 2, 1, 2, 2
12)
CuO + NH3 → Cu + N2 + H2O
Risultato: 3, 2, 1, 3, 3
13)
FeCl3 + MgO → Fe2O3 + MgCl2
Risultato: 2, 3, 1, 3
14)
ZnS + O2 → ZnO + SO2
Risultato: 2, 3, 2, 2
15)
Pb(OH)2 + HCl → PbCl2 + H2O
Risultato: 1, 2, 1, 2
16)
Pb(OH)4 + Cu2O → PbO2 + CuOH
Risultato: 1, 2, 1, 4
17)
C2H6 + O2 → CO2 + H2O
Risultato: 2, 7, 4, 6
18)
C5H10 + O2 → CO2 + H2O
Risultato: 2, 15, 10, 10
19)
CaCO3 + H3PO4 → Ca3(PO4)2 + H2CO3
Risultato: 3, 2, 1, 3
20)
Na2SO4 + C → Na2S+ CO
Risultato: 1, 4, 1, 4
21)
Al + Fe2O3 → Al2O3 + Fe
Risultato: 2, 1, 1, 2
22)
CH3OH + O2 → CO2 + H2O
Risultato: 2, 3, 2, 4
23)
Al + NaOH + H2O → NaAl(OH)4 + H2
Risultato: 2, 2, 6, 2, 3
24)
Al2(CO3)3 → Al2O3 + CO2
Risultato: 1, 1, 3
25)
N2 + O2 → N2O5
Risultato: 2, 5, 2