Le reazioni chimiche

Una reazione chimica è un processo che porta alla formazione di nuove sostanze, i prodotti, trasformando profondamente le sostanze di partenza, i reagenti. reazione chimica REAGENTI PRODOTTI

Bilanciamento delle reazioni Bilanciare una reazione significa porre davanti alle formule delle sostanze che partecipano alla reazione dei numeri, i coefficienti stechiometrici, in modo tale da far figurare lo stesso numero di atomi nei reagenti e nei prodotti. 2 H2 + O2 2 H2O

Classificazione delle reazioni chimiche 1-Reazioni di combinazione o di sintesi: due o più reagenti formano un unico prodotto: + AB A + B 2Mg + O2 2MgO C + O2 CO2

Il processo redox nella formazione di un composto A. Nella formazione del composto ionico MgO, ogni atomo di Mg trasferisce due elettroni a ciascun atomo di O. (Si noti che gli atomi si rimpiccioliscono quando cedono elettroni e si ingrandiscono quando acquistano elettroni). I risultanti ioni Mg2+ e O2- si aggregano con molti altri per formare un solido ionico. B. Nei reagenti H2 e Cl2, le coppie di elettroni sono localizzate in posizione centrale per indicare che sono ugualmente condivisi. Nel composto covalente HCl, Cl attrae gli elettroni condivisi più intensamente rispetto a H. In effetti, l’elettrone di H si sposta verso Cl. Si noti il carattere polare della molecola di HCl, mostrata dalla più alta densità elettronica (in rosso) in prossimità dell’estremità Cl e dalla più bassa densità elettronica (in blu) in prossimità dell’estremità H.

Zinco in una soluzione di CuSO4 Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)

2-Reazioni di decomposizione : un composto si decompone per formare due o più prodotti: + AB A + B KClO3 2KCl + 2O2 CuCO3 CuO + CO2

3-Reazioni di scambio o di spostamento: un elemento libero sostituisce uno degli elementi del composto: + + A + BC AC + B 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu

4-Reazioni di doppio scambio: i composti si scambiano i “partner” e dai due reagenti si ottiene: a) un composto insolubile (precipitato) b) una molecola stabile, quale H2O c) sviluppo di un gas + + AB + CD AD + CB

a)Formazione di una sostanza insolubile (precipitato) 2AgNO3 + K2CrO4 Ag2CrO4 + 2KNO3 BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2 HCl Na2S + CuCl2 CuS + 2 NaCl

Esempi

Equazione ionica Reazione di Precipitazione: AgNO3(aq) +NaI (aq) → AgI(s) + NaNO3(aq) Equazione ionica: Ag+(aq) + NO3-(aq) + Na+(aq) + I-(aq) → AgI(s) + Na+(aq) + NO3-(aq) Ioni spettatori Ag+(aq) + NO3-(aq) + Na+(aq) + I-(aq) → AgI(s) + Na+(aq) + NO3-(aq) Equazione ionica netta: Ag+(aq) + I-(aq) → AgI(s)

b) Formazione di H2O NaOH + HCl NaCl + H2O 2 KOH + H2SO4 K2SO4 + H2O Mg(OH)2+ 2HNO3 Mg(NO3)2+ H2O

Indicatori

Acidi Gli acidi dissociano ioni H+ in soluzione. Acidi forti: Acidi deboli: HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq) → Strong acids completely ionize in solution Weak acids partially ionize in solution Compare to the electrolyte strengths. → ← CH3CO2H(aq) H+(aq) + CH3CO2-(aq)

Il protone idratato La carica dello ione H+ è altamente concentrata perché lo ione è molto piccolo. In soluzione acquosa, esso forma un legame covalente con una molecola d’acqua ed esiste come ione H3O strettamente associato ad altre molecole di H2O. Qui è mostrato lo ione H7O3 +.

Una reazione tra un acido forte e una base forte in soluzione acquosa su scala atomica Quando si miscelano una soluzione acquosa di un acido forte (HX) e una soluzione acquosa di una base forte (MOH), lo ione H3O proveniente dall’acido trasferisce un protone allo ione OH proveniente dalla base per formare una molecola di H2O. L’evaporazione dell’acqua lascia gli ioni spettatori, X- e M+, come un composto ionico solido detto sale.

Basi Le basi dissociano ioni OH- in soluzione. Basi forti: Basi deboli: NaOH(aq) Na+(aq) + OH-(aq) → H2O Strong bases completely dissociate (or nearly so) Primarily hydroxides of group 1 and some group 2 metals Certain substances produce ions by reacting with water, not just dissolving in it. NH4 is a weak base because the eaciton does not go to completion. MOST bases are weak bases → ← NH3(aq) + H2O(l) OH-(aq) + NH4+(aq)

c) Formazione di gas Na2CO3+2HNO3 2NaNO3+CO2 + H2O CaSO3 + 2HCl CaCl2 +SO2 + H2O NH4Cl + KOH KCl + NH3 + H2O

Al + HCl → AlCl3 + H2 Scrivere l’Equazione Chimica : Bilanciarel’Equazione Chimica : 2 6 3

Reazioni di formazione di gas

Reazione esotermica CALORE CALORE SISTEMA AMBIENTE

Reazione endotermica CALORE CALORE SISTEMA AMBIENTE

REAZIONI ESOTERMICHE ΔH<0 reagenti C(s) + O2(g) ENTALPIA H ΔH<0 CO2(g) prodotti Il ΔH è negativo, la reazione è esotermica

REAZIONI ENDOTERMICHE prodotti 2NO ENTALPIA H ΔH>0 N2 + O2 reagenti Il ΔH è positivo, la reazione è endotermica

Dissoluzione di un composto ionico Quando un composto ionico si scioglie nell’acqua, le molecole di H2O separano, circondano e disperdono gli ioni nel liquido. Si noti che le estremità negative delle molecole di H2O sono rivolte verso gli ioni positivi e le estremità positive sono rivolte verso gli ioni negativi.

Conducibilità elettrica di soluzione ioniche