Vediamo insieme come si bilanciano le equazioni chimiche.

Un’equazione chimica è la rappresentazione in simboli di una reazione chimica:

C + O₂ → CO₂

Qui ad esempio il carbonio (C) si combina con l’ossigeno (O₂) e forma il diossido di carbonio (CO₂).

Il bilanciamento delle equazioni chimiche

Perché un’equazione chimica sia completa (e dunque rappresenti correttamente la reazione chimica che si verifica), dobbiamo bilanciarla, cioè fare in modo che il numero di atomi di ciascun elemento sia uguale sia a sinistra sia a destra.

Infatti, in base alla legge di Lavoisier la materia si conserva in ogni reazione, per cui gli atomi dei reagenti, cioè le sostanze di partenza, devono essere numericamente uguali agli atomi dei prodotti, cioè le sostanze che si formano.

Come si bilanciano le equazioni chimiche?

Quando vediamo che un elemento ha meno atomi di quelli che ha dall’altra parte della freccia, dobbiamo aggiungere all’equazione non bilanciata i giusti coefficienti stechiometrici, cioè numeri interi (1, 2, 3, 4…) che ci permettono di rendere uguale il numero di atomi sia a sinistra sia a destra.

Facciamo un esempio pratico:

H₂ + Cl₂ → HCl

Qui l’idrogeno (H₂) e il cloro (Cl₂) si combinano e formano l’acido cloridrico (HCl).

Come possiamo notare, a sinistra abbiamo due atomi di idrogeno e due atomi di cloro, mentre a destra abbiamo un solo atomo di idrogeno e un solo atomo di cloro (gli atomi di un elemento corrispondono infatti al suo indice).

Dobbiamo quindi riscrivere l’equazione in questo modo:

H₂ + Cl₂ → 2HCl

Il coefficiente stechiometrico 2 indica che tutti gli indici della formula chimica devono essere moltiplicati per 2, facendoci così ottenere anche a destra due atomi di idrogeno e due atomi di cloro.

Se la formula chimica a cui aggiungiamo un coefficiente stechiometrico contiene un elemento che aveva già lo stesso numero di atomi sia a sinistra sia a destra e che quindi adesso si ritrova con più atomi da una parte rispetto a quelli che ha dall’altra, dobbiamo aggiungere un altro coefficiente per compensare questo aumento.

Facciamo un esempio pratico:

H₂ + O₂ → H₂O

Qui l’idrogeno (H₂) si combina con l’ossigeno (O₂) e produce acqua (H₂O).

Come possiamo notare, l’idrogeno ha due atomi sia a sinistra sia a destra, mentre l’ossigeno ha due atomi a sinistra e un atomo a destra. Pertanto, dobbiamo aggiungere un coefficiente stechiometrico:

H₂ + O₂ → 2H₂O

Così facendo, l’ossigeno risulta bilanciato, ma l’idrogeno, che prima andava bene, adesso non è più a posto, perché ha due atomi a sinistra e quattro atomi a destra.

Di conseguenza, dobbiamo aggiungere un altro coefficiente stechiometrico:

2H₂ + O₂ → 2H₂O

In questo modo l’equazione chimica è perfettamente bilanciata, perché sia a sinistra sia a destra ci sono quattro atomi di idrogeno e quattro atomi di ossigeno.

Da dove bisogna cominciare?

Quando si bilanciano le equazioni chimiche, non c’è un elemento specifico da cui dobbiamo partire, anche se spesso conviene iniziare dagli elementi che compaiono solo una volta.

L’importante è che alla fine del bilanciamento ciascun elemento abbia gli stessi atomi sia a sinistra sia a destra (in caso contrario, ricominciamo dall’inizio).

Facciamo un esempio pratico con un’equazione chimica un po’ più complicata:

C₃H₈ + O₂ → H₂O + CO₂

Qui il propano si combina con l’ossigeno e produce acqua e diossido di carbonio.

Possiamo partire dal carbonio e aggiungere quindi un coefficiente stechiometrico a destra:

C₃H₈ + O₂ → H₂O + 3CO₂

In questo modo il carbonio è bilanciato.

Adesso possiamo passare all’idrogeno, visto che a sinistra l’ossigeno compare sia nell’acqua sia nel diossido di carbonio e rischia quindi di crearci problemi.

Aggiungiamo quindi un altro coefficiente stechiometrico a destra:

C₃H₈ + O₂ → 4H₂O + 3CO₂

In questo modo anche l’idrogeno è bilanciato.

Resta soltanto l’ossigeno, a cui a questo punto dobbiamo semplicemente aggiungere un coefficiente stechiometrico a sinistra:

C₃H₈ + 5O₂ → 4H₂O + 3CO₂

Ora l’equazione chimica è perfettamente bilanciata.

Attenzione

Quando bilanciamo un’equazione chimica, non dobbiamo mai modificare gli indici degli elementi, perché altrimenti cambieremmo la sostanza che abbiamo di fronte.

Se infatti trasformassimo O₂ in O₃, passeremmo dall’ossigeno all’ozono, ottenendo così una sostanza che prima non c’era.

Bisogna quindi aggiungere soltanto i coefficienti stechiometrici.

Può anche capitare che un’equazione sia già bilanciata e che quindi non necessiti di alcun coefficiente stechiometrico, come nel caso del diossido di carbonio:

C + O₂ → CO₂

Qui infatti il numero di atomi a sinistra è già uguale al numero di atomi a destra, per cui non dobbiamo apportare alcuna modifica.