Chimica

Bilanciamento delle reazioni chimiche: esercizi svolti passo per passo

Come si bilancia una reazione chimica usando i coefficienti, passo per passo, con cinque esercizi svolti di difficoltà crescente e soluzione verificata.

Consigliato per: 1ª superiore · 2ª superiore

Una reazione chimica si bilancia inserendo davanti alle formule dei coefficienti (mai cambiando i pedici) finché ogni elemento ha lo stesso numero di atomi a sinistra e a destra della freccia. È la traduzione pratica della legge di conservazione della massa: in una reazione gli atomi non si creano né si distruggono, si limitano a riorganizzarsi.

Perché si bilancia

I pedici di una formula, come il 2 in H₂O, dicono quanti atomi ci sono in una molecola e non si possono toccare: fanno parte dell’identità della sostanza. L’unica cosa che puoi cambiare è il coefficiente, il numero grande davanti alla formula, che indica quante molecole di quella specie partecipano alla reazione.

Un metodo in tre mosse

Prima scegli un elemento che compare in un solo composto per lato e lo pareggi con un coefficiente. Poi passi agli altri elementi, tenendo idrogeno e ossigeno per ultimi perché di solito compaiono in più molecole. Infine ricontrolli ogni elemento e, se ti ritrovi con una frazione, moltiplichi tutta la reazione per il denominatore per tornare a coefficienti interi.

Negli esercizi qui sotto lo schema è sempre lo stesso, con difficoltà crescente: si parte dalla formazione dell’acqua e si arriva a una combustione con un numero dispari di atomi di ossigeno. Ogni soluzione è verificata contando gli atomi di ciascun elemento su entrambi i lati.

Esercizi svolti

1. Bilancia: H₂ + O₂ → H₂O base

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  1. Conto gli atomi non bilanciati: a destra c'è 1 O, a sinistra ce ne sono 2.
  2. Metto il coefficiente 2 davanti a H₂O per pareggiare l'ossigeno: H₂ + O₂ → 2H₂O.
  3. Ora a destra ho 4 H, a sinistra solo 2: metto 2 davanti a H₂.
  4. Reazione: 2H₂ + O₂ → 2H₂O.
  5. Verifica → H: 4 = 4 ; O: 2 = 2. È bilanciata.

Risultato: 2H₂ + O₂ → 2H₂O

2. Bilancia: N₂ + H₂ → NH₃ base

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  1. Azoto: a sinistra 2 atomi (N₂), a destra 1: metto 2 davanti a NH₃.
  2. N₂ + H₂ → 2NH₃ dà 6 H a destra, ma solo 2 a sinistra.
  3. Metto 3 davanti a H₂ per avere 6 H: N₂ + 3H₂ → 2NH₃.
  4. Verifica → N: 2 = 2 ; H: 6 = 6. È bilanciata.

Risultato: N₂ + 3H₂ → 2NH₃

3. Bilancia la combustione del metano: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O intermedio

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  1. Carbonio già a posto: 1 C a sinistra e 1 a destra.
  2. Idrogeno: 4 H a sinistra, metto 2 davanti a H₂O per averne 4 a destra.
  3. CH₄ + O₂ → CO₂ + 2H₂O: ora l'ossigeno a destra è 2 (di CO₂) + 2 (di 2H₂O) = 4.
  4. Metto 2 davanti a O₂ per avere 4 O a sinistra: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.
  5. Verifica → C: 1 = 1 ; H: 4 = 4 ; O: 4 = 4. È bilanciata.

Risultato: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

4. Bilancia: Fe + O₂ → Fe₂O₃ intermedio

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  1. Ferro: a destra 2 atomi (Fe₂O₃), a sinistra 1: metto 2 davanti a Fe.
  2. Ossigeno: a destra 3, a sinistra 2 (O₂): il minimo comune multiplo di 3 e 2 è 6.
  3. Servono 6 O per parte: metto 3 davanti a O₂ (3×2 = 6) e 2 davanti a Fe₂O₃ (2×3 = 6).
  4. Il ferro va riaggiustato: 2 Fe₂O₃ contengono 4 Fe, quindi metto 4 davanti a Fe.
  5. Reazione: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃. Verifica → Fe: 4 = 4 ; O: 6 = 6. È bilanciata.

Risultato: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

5. Bilancia la combustione dell'etano: C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O avanzato

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  1. Carbonio: 2 a sinistra, metto 2 davanti a CO₂.
  2. Idrogeno: 6 a sinistra, metto 3 davanti a H₂O.
  3. Conto l'ossigeno a destra: 2×2 (CO₂) + 3×1 (H₂O) = 7 atomi, un numero dispari.
  4. 7 O richiederebbero 7/2 O₂: per evitare le frazioni moltiplico tutta la reazione per 2.
  5. Ottengo 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O. Verifica → C: 4 = 4 ; H: 12 = 12 ; O: 14 = 14. È bilanciata.

Risultato: 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O

Domande frequenti

Perché non posso cambiare gli indici (i pedici) per bilanciare una reazione?

Perché i pedici definiscono l'identità della sostanza: cambiare H₂O in H₂O₂ significa passare dall'acqua all'acqua ossigenata, un composto diverso. Per bilanciare puoi modificare solo i coefficienti davanti alle formule, mai i pedici.

Da quale elemento conviene iniziare a bilanciare?

Conviene partire dagli elementi che compaiono in un solo composto per lato, spesso un metallo o il carbonio, e lasciare per ultimi idrogeno e soprattutto ossigeno, che di solito compaiono in più specie contemporaneamente.

I coefficienti devono essere i più piccoli possibili?

Sì. Una reazione è bilanciata correttamente quando i coefficienti sono numeri interi ridotti al rapporto più piccolo. Se durante i calcoli ottieni una frazione, moltiplica tutta la reazione per il denominatore così da eliminarla.