Perché le equazioni chimiche devono essere bilanciate?
Risposta:
Le equazioni chimiche devono essere bilanciate per soddisfare la legge di conservazione della materia, che afferma che in un sistema chiuso la materia non viene né creata né distrutta.
Spiegazione:
Prendiamo ad esempio la combustione del metano (#"CH"_4"#):
#"CH"_4"# + #"O"_2"# #rarr# #"CO"_2"# + #"H"_2"O"#
Se conti il numero di atomi (pedici) di carbonio, idrogeno e ossigeno su entrambi i lati dell'equazione, vedrai che sul lato reagente (lato sinistro), ci sono un atomo di carbonio, quattro atomi di idrogeno e due atomi di ossigeno.
Sul lato del prodotto (lato destro), ci sono un atomo di carbonio, due atomi di idrogeno e tre atomi di ossigeno. Pertanto, l'equazione non soddisfa la legge di conservazione della massa e non è equilibrata.
Al fine di bilanciare l'equazione, dobbiamo modificare le quantità di reagenti e prodotti, se necessario, aggiungendo coefficienti di fronte alle formule appropriate.
Quando si equilibra un'equazione, MAI cambia i pedici, perché questo cambia la sostanza. #"H"_2"O"# NON è la stessa sostanza di #"H"_2"O"_2"#. Per determinare il numero di atomi di ciascun elemento, il coefficiente viene moltiplicato per i pedici in ciascuna formula. Se non vi è alcun coefficiente o pedice, si intende che 1. L'equazione bilanciata per la combustione del metano è:
#"CH"_4"# + #2"O"_2"# #rarr# #"CO"_2"# + #"2H"_2"O"#
Se confronti l'equazione sbilanciata con l'equazione bilanciata, vedrai che le formule chimiche di ciascun reagente e prodotto non sono state modificate.
L'unica modifica è il coefficiente di 2 scritto davanti alla formula per l'ossigeno sul lato del reagente e il coefficiente di 2 scritto davanti alla formula per l'acqua sul lato del prodotto.
Quindi ora ci sono un atomo di carbonio, quattro atomi di idrogeno e quattro atomi di ossigeno su entrambi i lati dell'equazione e l'equazione è bilanciata. Ora l'equazione dice che "Una molecola di metano più due molecole di ossigeno producono una molecola di anidride carbonica e due molecole di acqua".
Quando si lavora con le talpe, l'equazione verrebbe letta come "Una mole di metano più due moli di ossigeno producono una mole di anidride carbonica e due moli di acqua".
Ecco un video che discute l'importanza di bilanciare un'equazione chimica.
Video da: Noel Pauller