Un’equazione chimica (detta anche equazione di reazione) è la rappresentazione in simboli di una reazione chimica:

C + O₂ → CO₂

A sinistra vengono scritte le formule chimiche dei reagenti, cioè le sostanze di partenza, mentre a destra quelle dei prodotti, cioè le sostanze che si formano.

Qui ad esempio un atomo di carbonio si combina con due atomi di ossigeno, formando così il diossido di carbonio.

La freccia indica il processo di trasformazione e procede da sinistra verso destra (→).

Se invece viene usata una doppia freccia (⇄), l’equazione rappresenta una reazione reversibile, cioè una reazione in cui i prodotti, reagendo, ridanno le stesse sostanze di prima:

N₂ + H₂ ⇄ NH₃

Qui ad esempio l’azoto e l’idrogeno si combinano e formano l’ammoniaca, che a propria volta attraverso una reazione produce i reagenti di partenza.

Equazione chimica e stato di aggregazione

Per indicare lo stato di aggregazione delle sostanze presenti nelle equazioni chimiche, possono essere usati i seguenti simboli:

• (s) per le sostanze solide
• (l) per le sostanze liquide
• (g) per le sostanze gassose
• (aq) per le sostanze in soluzione acquosa

Ad esempio:

C_(s) + O_2(g) → CO_2(g)

Inoltre, il simbolo Δ (delta) posto sulla freccia indica che per fare avvenire la reazione è necessario somministrare calore.

Il bilanciamento di un’equazione chimica

Perché un’equazione sia completa (e dunque rappresenti correttamente la reazione chimica che si verifica), dobbiamo bilanciarla, cioè fare in modo che il numero di atomi di ciascun elemento sia uguale sia a sinistra sia a destra.

Infatti, in base alla legge di Lavoisier la materia si conserva in ogni reazione, per cui gli atomi dei reagenti devono essere numericamente uguali agli atomi dei prodotti (in altre parole, durante una reazione è la disposizione degli atomi a cambiare, non la loro quantità).

Vediamo con un esempio pratico come si bilancia un’equazione chimica:

H₂ + Cl₂ → HCl

Qui l’idrogeno e il cloro si combinano e formano l’acido cloridrico.

Come possiamo notare, a sinistra abbiamo due atomi di idrogeno e due atomi di cloro, mentre a destra abbiamo un solo atomo di idrogeno e un solo atomo di cloro.

Dobbiamo quindi riscrivere l’equazione in questo modo:

H₂ + Cl₂ → 2HCl

Questo 2 che abbiamo aggiunto davanti alla formula chimica dell’acido cloridrico indica che in tale sostanza tutti gli indici devono essere moltiplicati per 2, facendoci così ottenere anche a destra due atomi di idrogeno e due atomi di cloro.

Facciamo un altro esempio con la reazione dell’ammoniaca:

N₂ + H₂ ⇄ NH₃

A sinistra abbiamo due atomi di azoto e due atomi di idrogeno, mentre a destra abbiamo un atomo di azoto e tre atomi di idrogeno.

Per bilanciare l’equazione, dobbiamo riscriverla in questo modo:

N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃

Questi numeri che vengono scritti davanti alle formule chimiche delle sostanze allo scopo di bilanciare la reazione prendono il nome di coefficienti stechiometrici.

Bilanciare una reazione significa quindi trovare i giusti coefficienti stechiometrici da mettere davanti alle sostanze, in modo tale che gli atomi dei reagenti siano numericamente uguali agli atomi dei prodotti (gli indici delle sostanze invece non vanno mai modificati).

I coefficienti stechiometrici sono sempre numeri interi (1, 2, 3, 4…). Se davanti a una sostanza non c’è alcun numero, il suo coefficiente stechiometrico è 1.

L’equazione scheletro

Un’equazione che non è ancora stata bilanciata (cioè che indica semplicemente quali sono i reagenti e quali sono i prodotti della reazione) prende il nome di equazione scheletro:

Equazione scheletro

H₂ + Cl₂ → HCl

Equazione bilanciata

H₂ + Cl₂ → 2HCl

Può anche capitare che un’equazione sia già bilanciata e che quindi non necessiti di alcun coefficiente stechiometrico, come nel caso del diossido di carbonio:

C + O₂ → CO₂

Qui infatti il numero di atomi a sinistra è già uguale al numero di atomi a destra, per cui non dobbiamo apportare alcuna modifica.

Attenzione

Può capitare che le equazioni chimiche si presentino con una freccia che punta da destra verso sinistra (←) al posto della normale freccia che punta da sinistra verso destra (→) e che quindi abbiano i prodotti a sinistra e i reagenti a destra:

CO₂ ← C + O₂

Questa forma di scrittura tuttavia è molto rara e non viene usata praticamente mai.