Bilanciamento “a vista” di una reazione

Il bilanciamento di una reazione serve a fare in modo che nei reagenti e nei prodotti siano presenti lo stesso numero di elementi. Il coefficiente stechiometrico è il numero che viene anteposto alle varie specie presenti per fare in modo che la stessa quantità di ogni elemento compaia da ambo i membri della reazione.

I coefficienti stechiometrici rappresentano il numero più piccolo che consente di bilanciare una reazione ed in genere vengono espressi con numeri interi e vengono utilizzati per determinare il rapporto tra le moli delle singole specie presenti.

Metodi di bilanciamento

Molte reazioni sono di ossidoriduzione e il loro bilanciamento può avvenire secondo il metodo del numero di ossidazione o secondo il metodo delle semireazioni. Tuttavia molte di queste reazioni possono essere agevolmente bilanciate “a vista” senza dover ricorrere ai metodi menzionati.

Consideriamo, ad esempio, la reazione di scambio semplice:

Na + HCl → NaCl + H₂

per poter bilanciare, dato che a destra compaiono due atomi di idrogeno, bisogna anteporre ad HCl il coefficiente 2; così, essendo presenti a sinistra due atomi di cloro è necessario mettere il coefficiente 2 davanti a NaCl. Poiché a destra vi sono 2 atomi di Na si antepone al sodio, presente a sinistra il coefficiente 2. La reazione così bilanciata è:

2 Na +2 HCl →2 NaCl + H₂

Ciò implica che 2 moli di Na reagiscono con 2 moli di HCl per dare 2 moli di NaCl e 1 mole di H₂. La reazione bilanciata tramite i coefficienti stechiometrici rende possibile utilizzare i dati relativi a un reagente per ottenere dati quantitativi relativi agli altri reagenti e ai prodotti di reazione.

A volte la stessa reazione può essere presentata utilizzando coefficienti frazionari ottenuti dividendo per 2 tutti i coefficienti della precedente equazione ovvero:

Na + HCl → NaCl + ½ H₂

Costruzione di una tabella

Consideriamo la seguente reazione di combustione:

C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O

Per bilanciarla contiamo il numero di atomi di ciascun elemento:

Anteponiamo il coefficiente stechiometrico 2 davanti a CO₂ per bilanciare il carbonio

C₂H₆ + O₂ → 2 CO₂ + H₂O

Anteponiamo il coefficiente stechiometrico davanti ad H₂O per bilanciare l’idrogeno:

C₂H₆ + O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O

A questo punto rimane da bilanciare l’ossigeno cosa che può essere fatta rapidamente anteponendo il coefficiente stechiometrico 7/2 davanti a O₂:

C₂H₆ + 7/2 O₂ → 2 CO₂ +3 H₂O

Volendo scrivere la reazione bilanciata con coefficienti interi moltiplichiamo ciascun coefficiente per 2:

2 C₂H₆ +7 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂O

Ciò implica che 2 moli di C₂H₆ reagiscono con 7 moli di O₂ per dare 4 moli di CO₂ e 6 moli di H₂O

Questo metodo presenta notevoli vantaggi e, quando si acquista una certa pratica, non è necessaria la costruzione della tabella