Un’equazione chimica è una rappresentazione delle interazioni molecolari nelle loro quantità relative. In una reazione chimica, il modo in cui gli atomi sono disposti tra loro cambia. Le strutture interne degli atomi non vengono influenzate, ma l’energia, solitamente sotto forma di calore, viene rilasciata o assorbita durante una reazione chimica. La composizione chimica dei reagenti, o ingredienti pre-reazione, è scritta sul lato sinistro di un’equazione chimica. I prodotti, o composti risultanti, sono scritti sul lato destro.
La composizione chimica di un composto è rappresentata da una formula chimica. Una formula chimica indica quanti atomi di ciascun elemento sono presenti in una molecola, o raccolte stabili di atomi. Ad esempio una molecola d’acqua ha la formula chimica H2O perché ha due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno. Le formule chimiche di più molecole in un’equazione sono separate da segni più.
Sebbene una grande quantità di materia possa reagire, un’equazione chimica riguarda solo i rapporti delle molecole coinvolte. I reagenti e i prodotti in una reazione chimica possono reagire solo in proporzioni specifiche. Questo perché gli atomi non vengono né creati né distrutti; qualsiasi atomo sia presente prima della reazione deve rimanere dopo. Per questo motivo è necessario bilanciare le equazioni chimiche. Un’equazione chimica mostra una reazione bilanciata nella sua quantità più piccola possibile.
Potrebbe essere necessario aggiungere coefficienti al lato sinistro delle formule chimiche per ottenere un’equazione bilanciata. In molte reazioni è presente più di una molecola di una particolare molecola, anche nell’esempio fondamentale, o il più piccolo possibile. Se due atomi di un elemento sono presenti ma non sono nella stessa molecola, viene utilizzato un coefficiente di 2 invece di un pedice. Ad esempio, 2 H2O sono due molecole d’acqua o 4 atomi di idrogeno e 2 atomi di ossigeno.
Il campo dello studio delle relazioni misurabili tra reagenti chimici e prodotti è chiamato stechiometria. È utile per calcolare la quantità di prodotto che può essere creata con una data quantità di reagente. Nelle reazioni chimiche del mondo reale, è generalmente impossibile trasformare il 100% dei reagenti in prodotti. Questo perché la materia è separata nello spazio e i reagenti devono essere in contatto con altri per reagire.
Notazione aggiuntiva in un’equazione chimica può rivelare maggiori informazioni sulla reazione. Quando atomi o molecole hanno una carica elettrica, per esempio, questo numero è scritto in apice con un segno più o meno per una carica positiva o negativa. Altri elementi dell’equazione includono le lettere tra parentesi, utilizzate per indicare se un composto è solido, liquido o gassoso. Si possono anche posizionare dei simboli tra i reagenti e i prodotti per specificare la velocità di reazione e se l’energia viene rilasciata o assorbita.