Come bilanciare una reazione di decomposizione

Il vasto mondo della chimica è composto da innumerevoli reazioni. Queste sono così tante da rendere difficile una loro suddivisione in categorie, ma ciò non toglie la possibilità di classificare una buona parte di reazioni inorganiche in quattro grandi gruppi:
- Reazioni di sintesi; trattasi di quelle reazioni dove due reagenti danno la formazione di un unico prodotto, A + B ---> C.
- Reazioni di scambio semplice; un primo reagente libero sostituisce un elemento del secondo reagente portando alla formazione di un diverso composto e un nuovo elemento libero, A + BC ---> B + AC.
- Reazioni di doppio scambio; il principio è lo stesso di quella a scambio semplice, con la differenza che in questo caso avviene uno scambio di elementi tra due composti, per intenderci AB + CD ---> AD + BC.
- Reazioni di decomposizione.
In questa guida ci occuperemo delle ultime e di come bilanciare questo tipo di reazioni.

• Tavola periodica
• Esercizi sul bilanciamento di reazioni
• Libro di stechiometria

Le reazioni di decomposizione sono quelle che vedono formarsi due o più prodotti partendo da un unico reagente: AB ---> A + B.
Essendo in genere reazioni endotermiche necessitano di energia per poter avvenire; l'energia può essere trasmessa in diversi modi: alte temperature (decomposizione termica), elettricità (decomposizione elettrolitica), luce (fotodecomposizione). Nel caso una reazione sia esotermica, la decomposizione può portare ad un'esplosione.
Le reazioni di decomposizione in generale possono essere classificate in base ad uno dei prodotti ottenuti:
- Formazione di anidride carbonica (CO2). Portando ad alte temperature il carbonato di calcio, esso reagisce liberando anidride carbonica:
CaCO3 ---> CaO + CO2; la formazione di CO2 avviene per tutti i carbonati esclusi quelli I e II gruppo (Na2CO3).
- Formazione di ossigeno molecolare (O2). Per produrre ossigeno in laboratorio viene sfruttata la decomposizione del clorato di potassio:
2 KClO3 ---> 2 KCl + 3 O2.
- Formazione di acqua. Eccetto quelli del I gruppo, tutti gli idrossidi portano alla formazione di acqua per decomposizione termica:
Ni(HO)2 ---> NiO + H2O.

Il bilanciamento di una reazione può sembrare qualcosa di complicato per chi è alle prime armi, ma questo argomento è forse una delle cose più semplici da trattare in chimica.
Quando si bilancia una reazione bisogna rendere uguale il numero di atomi di ciascun elemento sia alla sinistra che alla destra della freccia di reazione, questo perché le reazioni sono un'equazione chimica.
La prima cosa da fare è quella di identificare la reazione formulando così la sua equazione chimica; dopodiché si effettua il conteggio di tutti gli atomi suddividendoli per specie chimica.
A questo punto si passa al bilanciamento considerando per primi i coefficienti stechiometrici dei non metalli e poi bilanciando quelli dei metalli, infine i coefficienti di idrogeno o ossigeno (è indifferente la priorità su questi ultimi due).Facciamo un esempio pratico per comprendere meglio il meccanismo: ipotizziamo di voler produrre ossigeno dal clorato di potassio senza conoscere l'equazione chimica. Per sapere quantitativamente quanto clorato di potassio ci occorre usare dobbiamo prima di tutto scrivere l'equazione chimica e poi bilanciarla. Dunque l'equazione sarà:KClO3 ---> KCl + O2.Ora abbiamo a sinistra 1 atomo di potassio sia a sinistra che a destra, idem per il cloro; il metallo e il non metallo sono dunque bilanciati. Passiamo all'ossigeno, abbiamo 3 atomi a sinistra ma solo 2 destra, dunque deve essere bilanciato. Per fare ciò dobbiamo semplicemente moltiplicare l'ossigeno molecolare per 3 e il clorato di potassio per 2. A questo punto abbiamo ottenuto 6 atomi di ossigeno sia a sinistra che a destra. Se controlliamo anche il potassio e il cloro notiamo di avere 2 atomi di ciascuno a sinistra e uno solo a destra. Moltiplicando il KCl per 2 completiamo l'opera avendo bilanciato tutta l'equazione chimica.
Il metodo consigliato non è obbligatorio, ma viene preferito per evitare confusioni.

Molti di voi si potrebbero domandare perché è necessario bilanciare una reazione chimica. La risposta a questa domanda risiede nella legge di Lavoisier: essa afferma che durante un processo chimico la somma delle masse dei reagenti è uguale alla somma delle masse dei prodotti. In poche parole, nel corso di una reazione chimica la materia né si crea né si distrugge.

• Cercate di fare più esercizi possibile; migliorerà le vostre capacità!
• Usate la tavola periodica per intuire l'equazione chimica