esercizi svolti sul bilanciamento di reazioni chimiche
inserita 11-12-2020
Esercizi risolti
Livello medio
Riduzione del Ferro dalla Magnetite
“ Formazione di Ferro metallico per opera del Monossido di Carbonio „
Reazione non bilanciata
Tipo di reazione: Ossidoriduzione
1-La prima reazione da bilanciare è una ossidoriduzione. Il Monossido di Carbonio viene ossidato dalla Magnetite ad Anidride Carbonica mentre il Ferro si riduce a Ferro metallico.
è bilanciata?
No. L'equazione non è bilanciata. A sinistra abbiamo 3 Fe a destra 1, a sinistra 5 O a destra 2.
Anche se le ossidoriduzioni prevedono procedure più complete e complesse per il bilanciamento queste relativamente semplici possiamo bilanciarle con le poche regole che abbiamo usato finora. Concentriamoci solo sul monossido di carbonio e sull'anidride carbonica
1- Ossigeno. A sinistra è dispari a destra e pari.
Intanto raddoppiamo le molecole di Monossido e di anidride carbonica, in modo da avere un numero pari di atomi di Ossigeno a destra e a sinistra.
2- Non abbiamo risolto molto. A sinistra abbiamo 6 atomi di Ossigeno a destra 4.
Però è facile vedere che se raddoppiamo ancora le due molecole otteniamo 8 atomi di Ossigeno sia a destra che a sinistra
Il Ferro l'abbiamo lasciato per ultimo tanto a destra si trova isolato e basta aggiungere 3.
QUINDI: Quindi occorrono 4 molecole di Monossido per ridurre i 3 atomi di Ferro della magnetite, con formazione di 4 molecole di anidride carbonica e Ferro metallico.
Appendice:
Dato che è una reazione redox verifichiamo che il numero di elettroni ceduti dal carbonio (il cui numero di ossidazione passa da +2 a +4) nella reazione bilanciata sia uguale a quello di elettroni ricevuti dal Ferro (nella magnetite 2 atomi di Ferro hanno numero di ossidazione +3 e uno ha numero di ossidazione +2, il Ferro metallico ha ovviamente numero di ossidazione 0)
semireazione di ossidazione del Carbonio 4 C+2 --> 4 C+4 + 8 e-
semireazione di riduzione del Ferro 2 Fe3+ + 1 Fe2+ + 8e- --> 3 Fe0
Il numero di elettroni è lo stesso per cui abbiamo verificato che la redox è correttamente bilanciata anche nel numero di elettroni scambiati
Video-esempio con le simulazioni PHET
Link di riferimento:
PHET - Bilanciamento reazioni
PHET - Reagenti, prodotti e residui
Esercizi risolti
Livello medio
Formazione di Ossido di Nichel
“ Ossidazione del Cloro ad opera di Ossigeno molecolare „
Reazione non bilanciata
Tipo di reazione: Ossidoriduzione
Anche in questa reazione sono coinvolte delle ossidoriduzioni, però anche questa è facilmente risolvibile a colpo d'occhio.
è bilanciata?
No. L'unico problema in questo caso è l'Ossigeno. Ce ne sono due a sinistra e 6 a destra.
In questo caso è molto semplice. Dato che è solo l'Ossigeno da aggiustare. In più a sinistra è da solo come molecola biatomica e non abbiamo problemi di pari e dispari.
1-Ossigeno (O). Basta aggiungere un 3 davanti all'Ossigeno molecolare
Controlliamo che l'Ossigeno sia corretto. A sinistra ce ne sono 12 + 6; a destra ce ne sono 12 + 6. L'equazione è bilanciata.
QUINDI: Quindi il dicloruro di Nichel reagisce con 3 molecole di Ossigeno per dare Ossido di Nichel e anidride Clorica. (per inciso il Cloro si ossida e l'Ossigeno si riduce, controlliamo i numeri di elettroni scambiati)
Appendice:
Dato che è una reazione redox verifichiamo che il numero di elettroni ceduti dal Cloro (il cui numero di ossidazione passa da -1 a +5) nella reazione bilanciata sia uguale a quello di elettroni ricevuti dall'Ossigeno (il cui numero di ossidazione passa da 0 a -2)
semireazione di ossidazione del Cloro 2 Cl-1 --> 2 Cl+5 + 12 e-
semireazione di riduzione dell'Ossigeno 6 O0 + 12 e- --> 6 O -2
Il numero di elettroni è lo stesso per cui abbiamo verificato che la redox è correttamente bilanciata anche nel numero di elettroni scambiati
Esercizi risolti
Livello medio
Decomposizione dell'acqua ossigenata
“ L'acqua ossigenata si decompone in Acqua e Ossigeno „
Reazione non bilanciata
Tipo di reazione: Decomposizione
La terza reazione la conosciamo tutti se abbiamo comprato e conservato male l'acqua ossigenata.
Sia per effetto della luce che del calore l'Acqua Ossigenata si decompone rapidamente in acqua sviluppando Ossigeno.
è bilanciata?
No. A sinistra abbiamo 2 O e a destra 3
è un caso abbastanza semplice. Basta risolvere il problema del pari e dispari degli atomi di Ossigeno.
1 - Ossigeno (O). Raddoppiamo le molecole di Acqua così abbiamo l'Ossigeno pari sia a destra che a sinistra.
2 Idrogeno (H) Raddoppiamo anche le molecole di Acqua Ossigenata in modo da bilanciare contemporaneamente sia Idrogeno che Ossigeno
QUINDI: Del resto è abbastanza evidente che per ottenere i due atomi di Ossigeno che servono per formare una molecola di O2 occorrono due molecole di Acqua Ossigenata che ne danno uno a testa
Appendice:
Dato che nelle precendenti abbiamo evidenziato il carattere REDOX delle reazioni è opportuno sottolineare che anche questa è una reazione redox, di un tipo particolare:
Una DISPROPORZIONE
Una reazione in cui uno stesso elemento in parte si ossida e in parte si riduce.
L'ossigeno molecolare ha ovviamente numero di ossidazione 0,
l'Ossigeno dell'acqua ha come di consueto numero di Ossidazione -2,
mentre l'Ossigeno nell'acqua ossigenata ha numero di Ossidazione -1.
Come mai?
Perché l'acqua ossigenata è un PEROSSIDO: un composto in cui DUE atomi di Ossigeno sono legati tra loro. Dato che un legame è formato dagli atomi di Ossigeno, solo un altro legame è disponibile verso un altro elemento. Per cui il numero di Ossidazione è -1.
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Il bilanciamento di reazioni chimiche
Bilanciamento delle reazioni chimiche - regole
esercizi svolti sul bilanciamento delle reazioni chimiche (1)
esercizi svolti sul bilanciamento delle reazioni chimiche (2)
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esercizi svolti sul bilanciamento delle reazioni chimiche - livello base (1)
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