Bilanciamento di metodi ed esempi di equazioni chimiche

il bilanciamento delle equazioni chimiche implica che tutti gli elementi presenti in detta equazione abbiano lo stesso numero di atomi su ciascun lato. Per ottenere ciò è necessario utilizzare i metodi di bilanciamento per assegnare i coefficienti stechiometrici adatti a ciascuna specie presente nella reazione.

Un'equazione chimica è la rappresentazione, per mezzo di simboli, di ciò che accade nel corso di una reazione chimica tra due o più sostanze. I reagenti interagiscono tra loro e, a seconda delle condizioni di reazione, si ottengono uno o più composti diversi come prodotto.

Quando si descrive un'equazione chimica, si deve tenere conto di quanto segue: In primo luogo, le sostanze reagenti sono scritte sul lato sinistro dell'equazione, seguite da una freccia unidirezionale o da due frecce orizzontali opposte, a seconda del tipo di reazione che viene eseguita. fuori.

indice

• 1 Metodi di bilanciamento delle equazioni chimiche
  • 1.1 Equilibrio tra equazioni chimiche per tentativi ed errori (anche chiamati da ispezione o prova)
  • 1.2 Bilanciamento algebrico delle equazioni chimiche
  • 1.3 Rotolamento delle equazioni redox (metodo degli ioni-elettrone)
• 2 Esempi di equazioni chimiche di bilanciamento
  • 2.1 Primo esempio
  • 2.2 Secondo esempio
  • 2.3 Terzo esempio
• 3 riferimenti

Metodi di bilanciamento delle equazioni chimiche

Prendendo come base che i reagenti e i prodotti sono noti e che le loro formule sono correttamente espresse sul lato che corrisponde a loro, procediamo a bilanciare le equazioni secondo i seguenti metodi.

Equilibrare equazioni chimiche per tentativi ed errori (anche chiamati da ispezione o prova)

Si basa sulla stechiometria della reazione e tenta di provare con coefficienti diversi per bilanciare l'equazione, a condizione che siano scelti i numeri interi più piccoli possibili con i quali si ottiene lo stesso numero di atomi di ciascun elemento su entrambi i lati della reazione.

Il coefficiente di un reagente o di un prodotto è il numero che precede la sua formula ed è l'unico numero che può essere modificato quando si equilibra un'equazione, poiché la modifica dei pedici delle formule cambierebbe l'identità del composto in questione.

Conta e confronta

Dopo aver identificato ogni elemento della reazione e averlo posizionato sul lato corretto, procediamo a contare e confrontare il numero di atomi di ciascun elemento presente nell'equazione e determinare quelli che devono essere bilanciati.

Quindi, continuiamo con il bilanciamento di ogni elemento (uno alla volta), posizionando coefficienti interi precedenti a ciascuna formula che contiene elementi non bilanciati. Di solito gli elementi metallici vengono prima bilanciati, quindi gli elementi non metallici e infine gli atomi di ossigeno e idrogeno.

In questo modo, ciascun coefficiente moltiplica tutti gli atomi della formula precedente; quindi, mentre si equilibra un elemento, gli altri possono sbilanciare, ma questo viene corretto quando la reazione è bilanciata.

Infine, è confermato da un ultimo conteggio che l'intera equazione è correttamente bilanciata, cioè che obbedisce alla legge di conservazione della materia.

Bilanciamento algebrico di equazioni chimiche

Per utilizzare questo metodo, viene stabilita una procedura per trattare i coefficienti delle equazioni chimiche come incognite del sistema che deve essere risolto.

Primo, viene preso come riferimento un elemento specifico della reazione e i coefficienti sono posti come lettere (a, b, c, d ...), che rappresentano le incognite, secondo gli atomi esistenti di quell'elemento in ogni molecola (se una specie non contiene quell'elemento è posto "0").

Dopo aver ottenuto questa prima equazione, vengono determinate le equazioni per gli altri elementi presenti nella reazione; ci saranno tante equazioni quanti sono gli elementi in quella reazione.

Infine, le incognite sono determinate da uno dei metodi algebrici di riduzione, equalizzazione o sostituzione e si ottengono i coefficienti che risultano nell'equazione correttamente bilanciata.

Equilibratura delle equazioni redox (metodo degli ioni-elettrone)

Prima la reazione generale (sbilanciata) è posta nella sua forma ionica. Quindi questa equazione è divisa in due mezze reazioni, l'ossidazione e la riduzione, ciascuna equilibrata in base al numero di atomi, al loro tipo e alle loro cariche.

Ad esempio, per le reazioni che si verificano nel mezzo acido, vengono aggiunte le molecole H.₂O per bilanciare gli atomi di ossigeno e aggiungere H⁺ per bilanciare gli atomi di idrogeno.

Al contrario, un numero uguale di ioni OH viene aggiunto in un mezzo alcalino^- sui due lati dell'equazione per ogni ione H⁺e dove sorgono gli ioni H⁺ e OH^- si uniscono per formare le molecole H₂O.

Aggiungi elettroni

Quindi è necessario aggiungere tutti gli elettroni necessari per bilanciare le cariche, dopo aver equilibrato il materiale in ciascuna semireazione.

Dopo il rotolamento di ciascuna semireazione, questi vengono aggiunti e culminati bilanciando l'equazione finale per tentativi ed errori. Nel caso in cui vi sia una differenza nel numero di elettroni delle due mezze reazioni, uno o entrambi devono essere moltiplicati per un coefficiente uguale a questo numero.

Infine, si deve confermare che l'equazione comprende lo stesso numero di atomi e lo stesso tipo di atomi, oltre ad avere le stesse cariche su entrambi i lati dell'equazione globale.

Esempi di equazioni chimiche di bilanciamento

Primo esempio

Questa è un'animazione di un'equazione chimica equilibrata. Il pentossido di fosforo e l'acqua vengono convertiti in acido fosforico.

P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 (-177 kJ).

Secondo esempio

Hai la reazione di combustione di etano (sbilanciato).

C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O

Usando il metodo di tentativi ed errori per bilanciarlo, si osserva che nessuno degli elementi ha lo stesso numero di atomi su entrambi i lati dell'equazione. Quindi, iniziamo bilanciando il carbonio, aggiungendo un coefficiente stechiometrico che lo accompagna sul lato dei prodotti.

C₂H₆ + O₂ → 2CO₂ + H₂O

Il carbonio è stato bilanciato su entrambi i lati, quindi procediamo ad equilibrare l'idrogeno aggiungendo un tre alla molecola d'acqua.

C₂H₆ + O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Infine, poiché ci sono sette atomi di ossigeno sul lato destro dell'equazione ed è l'ultimo elemento da bilanciare, il numero frazionario 7/2 è posto di fronte alla molecola di ossigeno (sebbene i coefficienti interi siano generalmente preferiti).

C₂H₆ + 7 / 2O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Quindi si verifica che su ciascun lato dell'equazione c'è lo stesso numero di atomi di carbonio (2), idrogeno (6) e ossigeno (7).

Terzo esempio

L'ossidazione del ferro da parte degli ioni bicromato avviene in un mezzo acido (sbilanciato e nella sua forma ionica).

fede²⁺ + Cr₂O₇^2- → fede³⁺ + Cr³⁺

Usando il metodo degli ioni-elettrone per il suo bilanciamento, è diviso in due mezze reazioni.

Ossidazione: fede²⁺ → fede³⁺

Riduzione: Cr₂O₇^2- → Cr³⁺

Poiché gli atomi di ferro sono già bilanciati (1: 1), un elettrone viene aggiunto al lato dei prodotti per equilibrare la carica.

fede²⁺ → fede³⁺ + e^-

Ora gli atomi di Cr sono bilanciati, aggiungendo due sul lato destro dell'equazione. Quindi, quando la reazione avviene in un mezzo acido, vengono aggiunte sette molecole H.₂O sul lato dei prodotti per bilanciare gli atomi di ossigeno.

Cr₂O₇^2- → 2Cr³⁺ + 7H₂O

Per bilanciare gli atomi di H, vengono aggiunti quattordici ioni H⁺ sul lato dei reagenti e, dopo aver pareggiato il materiale, le cariche sono bilanciate dall'aggiunta di sei elettroni sullo stesso lato.

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- → 2Cr³⁺ + 7H₂O

Infine, vengono aggiunte entrambe le mezze reazioni, ma poiché nella reazione di ossidazione esiste un solo elettrone, tutto ciò deve essere moltiplicato per sei.

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- → fede³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O + 6e^-

Infine, gli elettroni su entrambi i lati dell'equazione ionica globale devono essere eliminati, verificando che la loro carica e la loro materia siano correttamente bilanciati.

riferimenti

1. Chang, R. (2007). Chimica. (Nono ed). McGraw-Hill.
2. Hein, M. e Arena, S. (2010). Fondamenti di College Chemistry, Alternate. Recuperato da books.google.co.ve
3. Tuli, G. D. e Soni, P. L. (2016). Il linguaggio della chimica o le equazioni chimiche. Recuperato da books.google.co.ve
4. Pubblicazione veloce (2015). Equazioni e risposte di chimica (guide di studio veloci). Recuperato da books.google.co.ve