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Combustione del metano

Il metano è un gas naturale, che viene estratto e usato come combustibile. In molti paesi è il componente principale del gas di cucina e per riscaldamento.

La molecola di metano è composta di un atomo di Carbonio e 4 atomi di Idrogeno. La sua formula è CH4. I quattro atomi di idrogeno sono legati all'atomo di carbonio al centro e sono diretti in quattro direzioni non coplanari. La molecola è tridimensionale, di una forma chiamata tetraedrica.

Quando il Metano brucia, i legami C-H si rompono, e gli atomi di C e H formano nuovi legami con l'Ossigeno, generando Diossido di carbonio CO2 e Acqua H2O. L'ossigeno si trova nell'aria sotto forma di molecole O2:

CH4

+

O2

=

CO2

+

H2O

   

E' chiaro, però, che una molecola di Ossigeno non basta per bruciare una molecola di Metano. Il metano contiene 5 atomi (1 C e 4 H).

L'atomo di C ha bisogno di 2 atomi di O per formare una molecola di CO2. Due atomi di H hanno bisogno di un atomo di O per formare una molecola di H2O, e quattro atomi di due atomi di O. In totale, la molecola di metano ha bisogno di 4 atomi di O, che possono essere forniti da 2 molecole di O2.

Da una molecola di metano si forma una molecola di diossido di carbonio, che contiene l'atomo di C, e due molecole di acqua, che contengono i 4 atomi di idrogeno. Per avere i 4 atomi di ossigeno si consumano due molecole di ossigeno.

Il bilancio completo è:

CH4

+

2 O2

=

CO2

+

2 H2O






Questa è la reazione bilanciata. I numeri davanti alle formule dei composti sono i coefficienti di reazione e indicano i rapporti fra i numeri delle molecole: per una molecola di metano devono reagire due molecole di ossigeno, producendo una molecola di diossido di carbonio e due molecole di acqua. Mettendo i coefficienti giusti, l'equazione di reazione mostra che lo stesso numero di atomi che ci sono nei reagenti si ritrova nei prodotti: