Strumento 02

Bilanciatore di equazioni chimiche

Scrivi un’equazione non bilanciata e ottieni i coefficienti interi più piccoli, con un controllo atomo per atomo e della carica. Equazioni ioniche, elettroni e reazioni redox si bilanciano in un solo passaggio perché i coefficienti vengono calcolati, non indovinati.

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Bilancia un’equazione

Risolto come sistema lineare su frazioni esatte, non per tentativi — così le equazioni redox che resistono all'ispezione vengono risolte in un unico passaggio.

Esempi svolti

Combustione del metano

Assegna a ogni specie un coefficiente incognito:

aCH4 + bO2 → cCO2 + dH2O

Ogni elemento deve avere lo stesso numero di atomi nei due membri:

  • C a = c
  • H 4a = 2d
  • O 2b = 2c + d

I numeri interi più piccoli che soddisfano tutte le equazioni:

a = 1, b = 2, c = 1, d = 2

Equazione bilanciata:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

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Formazione della ruggine

Assegna a ogni specie un coefficiente incognito:

aFe + bO2 → cFe2O3

Ogni elemento deve avere lo stesso numero di atomi nei due membri:

  • Fe a = 2c
  • O 2b = 3c

I numeri interi più piccoli che soddisfano tutte le equazioni:

a = 4, b = 3, c = 2

Equazione bilanciata:

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

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Ferro(II) e permanganato in ambiente acido

Assegna a ogni specie un coefficiente incognito:

aFe2+ + bMnO4− + cH+ → dFe3+ + eMn2+ + fH2O

Ogni elemento deve avere lo stesso numero di atomi nei due membri:

  • Fe a = d
  • Mn b = e
  • O 4b = f
  • H c = 2f

Anche la carica totale deve essere uguale nei due membri:

2a − b + c = 3d + 2e

I numeri interi più piccoli che soddisfano tutte le equazioni:

a = 5, b = 1, c = 8, d = 5, e = 1, f = 4

Equazione bilanciata:

5Fe2+ + MnO4− + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

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Come funziona

Come funziona il bilanciatore di equazioni?

La conservazione di ciascun elemento diventa un'equazione lineare: il numero totale di atomi di quell'elemento a sinistra deve essere uguale al totale a destra. Si inseriscono queste equazioni in una matrice, la si riduce a forma a scala per righe usando frazioni esatte anziché numeri in virgola mobile e si legge il vettore dello spazio nullo — quel vettore è l'insieme dei coefficienti. Eliminando i denominatori e dividendo per il massimo comune divisore si ottengono i più piccoli numeri interi. Non fa mai supposizioni, quindi gestisce equazioni redox come quelle tra permanganato e acido cloridrico nello stesso singolo passaggio della combustione dell'idrogeno.

Ioni, cariche ed elettroni

Le cariche si leggono con le stesse regole del calcolatore di massa molare, quindi Fe2+, MnO4- e SO4^2- funzionano, ed e- indica un elettrone. Appena una specie ha una carica, il risolutore aggiunge una riga per la carica: la carica totale dei reagenti deve essere uguale a quella dei prodotti. Un segno più separa due specie quando sta tra due spazi o è seguito dalla formula successiva, quindi Fe2+ + MnO4- e Fe2++MnO4- vengono letti allo stesso modo.

Quando --> segue una formula senza spazio, come in H++OH-->H2O, il primo segno meno viene letto come carica di quella specie se l’equazione si bilancia così; altrimenti --> viene letto come freccia. Uno spazio prima della freccia, oppure ->, toglie ogni dubbio.

Limiti

  • Verifica che atomi e carica si conservino, non che la reazione avvenga davvero.
  • Quando un’equazione combina due reazioni indipendenti, va bene più di un insieme di coefficienti; il risolutore lo segnala invece di sceglierne uno.
  • Gestisce fino a 12 specie. Gli stati fisici come (aq) sono accettati e ignorati, e i coefficienti che scrivi vengono sostituiti da quelli calcolati.
  • Tutti i calcoli sono esatti. Se un numero del calcolo superasse 9.007.199.254.740.991, lo strumento segnala che i numeri sono troppo grandi invece di mostrare un risultato arrotondato.