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Chimica per il liceo/Le reazioni chimiche: differenze tra le versioni

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La reazione di sintesi dell'acido cloridrico (HCl) a partire da cloro (Cl<sub>2</sub>) e idrogeno (H<sub>2</sub>), ad esempio, viene rappresentata mediante la seguente equazione chimica:
 
<big>Cl<sub>2</sub></big><small>(''g'')</small> <big>+ H<sub>2</sub><small>(''g'')</small> <math>\longrightarrow</math> 2 HCl</big>(''g'')[[File:Reagenti e prodotti.svg|centro|miniatura|800x800px|Esempio di equazione/reazione chimica, formazione dell'acido cloridrico a partire da cloro e idrogeno]]I coefficienti stechiometrici di un'equazione chimica rappresentano il ''rapporto minimo'' tra le particelle (atomi, ioni o molecole) delle sostanze coinvolte: la reazione precedente sarebbe formalmente corretta anche scrivendo 2 Cl<sub>2</sub><small>(''g'')</small> + 2 H<sub>2</sub><small>(''g'') <math>\longrightarrow</math></small> 4 HCl<small>(''g'')</small> ma i coefficienti utilizzati non sarebbero quelli minimi, il che è di norma da evitare. Si osservinoti, infine, che il coefficiente unitario (1) è sottinteso e, analogamente all'indice 1 nelle formule chimiche, non viene mai indicato.
 
La corretta determinazione dei coefficienti stechiometrici è possibile grazie al cosiddetto ''bilanciamento'' descritto nel prossimo paragrafo.
 
== Il bilanciamento ==
Il bilanciamento di una reazione chimica consiste nel mettere davanti alle formule di reagenti e prodotti un opportuno numero in genere intero, chiamato '''coefficiente stechiometrico'''. Il bilanciamento delle reazione è una delle operazioni più importanti della chimica, ed è una diretta conseguenza della '''legge di Lavoisier''': ''in una reazione chimica, la massa dei reagenti è uguale alla massa dei prodotti''. In qualsiasi reazione chimica il numero degli atomi deve rimanere invariato: nessun atomo può sparire oppure generarsi dal vuoto,  quindi per ciascun elemento, il numero di atomi presenti tra i reagenti (a sinistra della freccia) deve necessariamente essere uguale a quello presente tra i prodotti (a destra della freccia). Per il corretto bilanciamento di una reazione chimica è necessario ricordare alcune importanti regoleche:
 
* '''non''' è possibile modificare gli indici delle formule, ossia i numeri scritti in basso (a pedice) dopo il simbolo dell’elemento;
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*se il coefficiente è maggiore dell'unità (2, 3 o superiore) si deve considerare un numero di molecole doppio, triplo e così via, e pertanto è necessario raddoppiare, triplicare, ecc il numero di tutti gli atomi di cui la molecola è formata; per esempio, la scrittura 4 NO<sub>2</sub> indica 4 molecole di diossido di azoto, ciascuna delle quali contiene 1 atomo di azoto e 2 di ossigeno, facendo sì che, in totale, siano presenti 4<math>\cdot</math>1 = 4 atomi azoto e 4<math>\cdot</math>2 = 8 atomi ossigeno;
* i coefficienti stechiometrici vanno introdotti in successione sino a che il numero di atomi di ciascuna specie non coincide da una parte e dall'altra della freccia.
Per quanto non esistano regole precise e sempre applicabili per bilanciare un'equazione chimica, è, in ogni caso, possibile suggerire alcuni accorgimenti pratici che permettono di facilitare tale procedimento:
 
* bilanciare per primi gli atomi dei metalli e successivamente quelli dei non metalli;
==== Esempio 1 ====▼
* se compaiono gruppi di atomi, come ad esempio Ca('''NO<sub>3</sub>''')<sub>2</sub>, Fe<sub>2</sub>('''SO<sub>4</sub>''')<sub>2</sub>, Mg('''OH''')<sub>2</sub>, ecc. bilanciarli assieme;
Bilanciare la seguente reazione: Ca + O<sub>2</sub> '''<big>→</big>''' CaO▼
* bilanciare per ultimi gli atomi di idrogeno (H) e di ossigeno (O).
 
▲==== Esempio 1 ====
Se il Calcio reagisce con l’ossigeno si forma l’ossido di Calcio CaO, la reazione sopra indica proprio questo. Le reazioni si indicano con una freccia poiché i reagenti si trasformano in prodotti, scrivere il simbolo uguale non è corretto.
▲Bilanciare la seguente reazione: Ca + O<sub>2</sub> '''<big>→<math>\longrightarrow</math></big>''' CaO
 
Quando il calcio reagisce con l’ossigeno si forma l’ossido di calcio, CaO: la reazione sopra indica proprio questo.
Guardando la reazione ci rendiamo immediatamente conto che a sinistra il simbolo O<sub>2</sub> mi indica che sono presenti due atomi di ossigeno, mentre a destra il simbolo CaO indica che nell’ossido di Ca è presente un solo atomo di ossigeno. quando si bilanciano queste reazioni si bilancia sempre l’ossigeno aggiungendo i coefficienti stechiometrici davanti al composto.▼
 
▲GuardandoIl calcio è un metallo e apparentemente è già bilanciato, ma guardando la reazione ci rendiamo immediatamente conto che a sinistra il simbolo O<sub>2</sub> mi indica che sono presenti due atomi di ossigeno, mentre a destra il simbolo CaO indica che nell’ossidonell'ossido di Cacalcio è presente un solo atomo di ossigeno.: quando si bilanciano queste reazioni si bilancia sempre l’ossigeno aggiungendo i coefficienti stechiometrici davanti al composto. Per bilanciare l’ossigeno è necessario moltiplicare CaO per due:
Per bilanciare l’ossigeno devo moltiplicare CaO per due
 
Ca + O<sub>2</sub> '''<big>→<math>\longrightarrow</math></big>''' 2 CaO
 
cosìCosì facendo miperò rendoil contoCa dinon averè sbilanciato ilpiù Cabilanciato, infatti ora a destra glisono presenti due atomi di Ca, sono due ementre a sinistra ce n'è solo uno. Per  bilanciare il Ca basteràè quindi necessario moltiplicare a sinistra iltale Caelemento per due:
 
2 Ca +O<sub>2</sub> '''<big>→</big>''' 2 CaO
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