Un’equazione chimica è il modo per descrivere cosa succede in una reazione chimica.
L’equazione chimica serve a rappresentare ciò che accade quando alcuni materiali vengono trasformati in altri attraverso una reazione chimica.
Le informazioni contenute nell’equazione chimica ci permettono di determinare quali sono i composti o atomi iniziali (detti anche reagenti) e cosa si ottiene dopo la reazione (cioè il prodotto). Ad esempio, la seguente equazione chimica legge zinco (Zn) più zolfo (S) per formare solfuro di zinco (ZnS).
Per scrivere un’equazione chimica abbiamo bisogno di conoscere i simboli degli elementi chimici e la formula chimica dei composti.
Inoltre, l’equazione chimica deve rispettare un’importante legge della chimica: la legge di conservazione della materia. Questa legge dice che la materia non si crea né si distrugge, ma si trasforma.
Ecco perché l’equazione chimica deve essere bilanciata, cioè il numero di atomi su un lato della freccia deve essere uguale al numero di atomi sull’altro lato della freccia. Questo è chiamato bilanciamento delle equazioni chimiche.
Parti di un’equazione chimica
L’equazione chimica ha le seguenti componenti essenziali:
- reagenti: sono le materie prime prima della reazione.
- Prodotti: sono i materiali che risultano dalla reazione chimica.
- Freccia “→”: sta tra reagenti e prodotti e significa “produce”
Ad esempio, nella reazione illustrata nell’immagine, sodio e cloro formano cloruro di sodio. Il simbolo del sodio è Na e del cloro è Cl. La formula del cloruro di sodio è NaCl. L’equazione chimica bilanciata sarà:
Il numero 2 davanti a sodio e cloruro di sodio è chiamato coefficiente. Il coefficiente indica il numero di molecole o atomi che partecipano alla reazione. In questo caso, 2 atomi di sodio (2 Na) reagiscono con un cloro molecolare (Cl2) e producono 2 molecole di cloruro di sodio (2 NaCl).
Simbologia di un’equazione chimica
| Simbolo | Significato |
|---|---|
| + | Viene posizionato quando è presente più di un reagente o prodotto |
| → | reazione chimica in un certo senso |
 |
Reazione reversibile: i prodotti possono tornare a formare reagenti |
| (S) | Il prodotto o il reagente è allo stato solido. |
| (l) | Il prodotto o il reagente è allo stato liquido. |
| (G) | Il prodotto o il reagente è allo stato gassoso. |
| (corrente alternata) | Il prodotto o il reagente viene diluito in acqua |
 |
Quando la luce viene prodotta in una reazione, o la luce è necessaria per la reazione |
 |
Viene posizionato sulla freccia quando è richiesto calore nella reazione |
 |
Quando la reazione chimica utilizza un acceleratore |
| ↑ | Quando un prodotto viene rilasciato come gas |
| ↓ | Quando un prodotto precipita come solido |
Che cos’è un’equazione chimica bilanciata?
Un’equazione chimica bilanciata mostra che il numero di atomi nel lato reagente deve essere uguale al numero di atomi nel lato prodotto. Ciò è conforme alla legge di conservazione della materia.
Come bilanciare un’equazione chimica?
Per spiegare come bilanciare un’equazione chimica, prendiamo come esempio la formazione di acqua da idrogeno e ossigeno.
I reagenti sono idrogeno H2 e ossigeno O2 e il prodotto è acqua H2O:
Passo 1
Controlliamo se ci sono lo stesso numero di atomi su ciascun lato della freccia. Presentiamo il numero di atomi di ciascun elemento affiancati:
Questa equazione non è bilanciata perché abbiamo più atomi di ossigeno sul lato reagente che sul lato prodotto.
Passo 2
Testiamo il coefficiente oi coefficienti necessari per equalizzare gli atomi di lato e lato. In questo caso, mettiamo il numero 2 davanti alla formula dell’acqua, il che significa che abbiamo 2 molecole d’acqua:
Anche se ora abbiamo lo stesso numero di atomi di ossigeno su entrambi i lati, ora abbiamo 4 atomi di idrogeno sul lato prodotto contro 2 atomi di idrogeno sul lato reagente.
Ora, se mettiamo un 2 davanti all’idrogeno nei reagenti avremo 4 idrogeni su entrambi i lati, quindi l’equazione chimica è bilanciata:
Vedi anche bilanciamento delle equazioni chimiche.
Esempi di equazioni chimiche
Combustione di gas butano
Il gas butano ha la formula chimica C4H10. Nella reazione di combustione del butano, i reagenti sono butano e ossigeno molecolare e i prodotti sono anidride carbonica e acqua:
Questa equazione viene letta come 2 molecole di butano più 13 molecole di ossigeno, producono 8 molecole di anidride carbonica più 10 molecole di acqua.
reazione di fotosintesi
Il processo generale di fotosintesi utilizza anidride carbonica e acqua come reagenti e li trasforma in carboidrati e ossigeno:
Reazione di aceto e bicarbonato di sodio
Per molti è noto cosa succede quando uniamo l’aceto al bicarbonato di sodio. L’equazione chimica che mostra i cambiamenti in questa reazione è la seguente:
I reagenti sono acido acetico CH3COOH nell’aceto e bicarbonato di sodio NaHCO3. I prodotti sono acetato di sodio CH3, COONa, acqua H2O e anidride carbonica CO2, che sono le bolle o schiuma che vediamo.
Esercizi di bilanciamento delle equazioni chimiche
1. Bilanciare la reazione di sodio Na con acqua H2O per formare idrossido di sodio NaOH e idrogeno gassoso H2:
Controlliamo quanti atomi di ciascun elemento ci sono nella parte reagenti e nella parte prodotti:
Troviamo che ci sono più idrogeni sul lato del prodotto. Iniziamo a testare quale coefficiente ci aiuta a equalizzare la quantità di idrogeno dei due. Proviamo con un 2 davanti ad acqua e idrossido di sodio:
Ora abbiamo uno squilibrio nel sodio. Poniamo un coefficiente 2 davanti a Na:
Ora l’equazione è bilanciata e possiamo leggerla come: 2 atomi di sodio reagiscono con 2 molecole d’acqua per produrre 2 molecole di idrossido di sodio e una molecola di idrogeno gassoso.
Rivelare
2. Bilanciare la reazione tra azoto gassoso e idrogeno gassoso per formare ammoniaca:
Controlliamo quanti atomi di ciascun elemento ci sono nella parte reagenti e nella parte prodotti:
Ci rendiamo conto che esiste uno squilibrio tra reagenti e prodotti. Proviamo a mettere un 2 davanti all’ammoniaca per equalizzare gli azoti:
Ora bilanciamo il numero di idrogeni sul lato dei reagenti ponendo un 3 come coefficiente:
L’equazione è bilanciata e si legge: una molecola di azoto gassoso reagisce con 3 molecole di idrogeno gassoso per produrre 2 molecole di ammoniaca.
Rivelare
Vedi anche stechiometria.