Valitutti, Falasca, Amadio, Chimica: molecole in movimento © Zanichelli editore 2017

Valitutti, Falasca, Amadio Chimica molecole in movimento Seconda edizione di Esploriamo la chimica.verde 2

Capitolo 14 Le reazioni chimiche Le equazioni di reazione Come bilanciare le reazioni I vari tipi di reazione Le reazioni di sintesi Le reazioni di decomposizione Valitutti, Falasca, Amadio, Chimica: molecole in movimento © Zanichelli editore 2017

Capitolo 14 Le reazioni chimiche Le reazioni di scambio semplice o di spostamento Le reazioni di doppio scambio I calcoli stechiometrici Reagente limitante e reagente in eccesso La resa di reazione

1. Le equazioni di reazione Una reazione (o equazione) chimica è una trasformazione di sostanze dette reagenti in altre sostanze dette prodotti: reagenti  prodotti

1. Le equazioni di reazione I coefficienti stechiometrici sono numeri opportuni con cui è possibile mantenere, per ciascuna specie, l’uguaglianza tra il numero di atomi dei reagenti e dei prodotti. Questa operazione si chiama bilanciamento.

2. Come bilanciare le reazioni Per scrivere una equazione di reazione bisogna stabilire quali sono reagenti e prodotti; scrivere le formule esatte dei reagenti e dei prodotti; bilanciare la reazione, ponendo davanti alle molecole gli opportuni coefficienti stechiometrici fino al raggiungimento dell’uguaglianza degli atomi in gioco.

2. Come bilanciare le reazioni Per bilanciare una reazione si seguono le seguenti regole: per primi si bilanciano gli atomi dei metalli e dei non metalli; si bilanciano gli ioni poliatomici, come fossero un unico gruppo di atomi; si bilanciano per ultimi gli atomi di idrogeno e di ossigeno se presenti.

3. I vari tipi di reazione Spesso è sufficiente conoscere la natura e la formula dei reagenti per prevedere quali prodotti si otterranno.

4. Le reazioni di sintesi Le reazioni di sintesi sono reazioni in cui da due o più sostanze si ottiene un solo composto. Sono del tipo: A + B  C Molte reazioni in cui un elemento si combina con l’ossigeno sono reazioni di combustione. Alcuni metalli si corrodono con l’ossigeno.

4. Le reazioni di sintesi

5. Le reazioni di decomposizione Nelle reazioni di decomposizione un unico reagente si decompone in due o più prodotti. Queste reazioni sono l’inverso delle reazioni di sintesi. Sono del tipo: AB  A + B Le decomposizioni sono favorite dal riscaldamento a temperatura elevata.

5. Le reazioni di decomposizione

6. Le reazioni di scambio semplice o di spostamento Nelle reazioni di scambio semplice un elemento libero sposta un altro elemento da un suo composto e l’elemento spostato diviene, a sua volta, libero. Sono del tipo: A + BC  AC + B

6. Le reazioni di scambio semplice o di spostamento

7. Le reazioni di doppio scambio Nelle reazioni di doppio scambio due composti si scambiano i rispettivi “partner”: lo ione positivo di un reagente si combina con lo ione negativo dell’altro reagente e viceversa. Sono del tipo: AB + CD  AD + CB

7. Le reazioni di doppio scambio

7. Le reazioni di doppio scambio Reazioni di doppio scambio sono anche le reazioni acido-base, dette anche reazioni di neutralizzazione, che portano alla formazione di acqua.

7. Le reazioni di doppio scambio

7. Le reazioni di doppio scambio Le reazioni di precipitazione implicano la formazione di un prodotto insolubile che prende il nome di precipitato.

7. Le reazioni di doppio scambio Le reazioni di doppio scambio possono portare anche alla formazione di prodotti gassosi.

8. I calcoli stechiometrici La stechiometria è il ramo della chimica che si occupa delle relazioni quantitative fra i reagenti e i prodotti di una reazione.

8. I calcoli stechiometrici I coefficienti di una reazione bilanciata indicano sia il numero di molecole delle sostanze coinvolte in una reazione chimica sia il loro numero di moli.

8. I calcoli stechiometrici In una reazione chimica conoscendo la quantità di una specie è possibile calcolare la quantità di un’altra specie, seguendo i seguenti passaggi: si scrive la reazione bilanciata; si determinano le masse molari delle specie coinvolte; si calcola il numero di moli della specie richiesta, in base ai rapporti stechiometrici; si calcola la massa della specie richiesta.

9. Reagente limitante e reagente in eccesso Quando in una reazione le quantità dei reagenti non rispettano il rapporto stechiometrico, si è in presenza: di un reagente limitante se in quantità inferiore a quella imposta dalla reazione stechiometrica; di un reagente in eccesso se in quantità superiore rispetto alla quantità prevista dal rapporto stechiometrico.

9. Reagente limitante e reagente in eccesso La quantità di prodotto che si forma dipende dalla quantità di reagente limitante.

10. La resa di reazione La maggior parte delle reazioni chimiche non procede fino a esaurimento ma si arresta una volta che si è consumata una certa quantità di reagenti.

10. La resa di reazione La resa teorica (RT) di un prodotto è la massima quantità che può essere ottenuta da una certa massa di reagente in base alla stechiometria della reazione.

10. La resa di reazione La resa percentuale (RP) di un prodotto è il rapporto percentuale tra la quantità di prodotto effettivamente ottenuta (resa effettiva) e quella massima ottenibile (resa teorica): RP = resa percentuale RE = resa effettiva RT = resa teorica