Cap. 7 I fenomeni chimici

Contenuti Reazioni chimiche Equazioni e leggi chimiche

Reazioni chimiche Gli atomi hanno un'attività chimica che è una misura della tendenza che essi hanno a combinarsi con altri atomi Queste combinazioni formano i fenomeni chimici Quando due elementi si uniscono per formare un composto questo possiede proprietà diverse da quelle degli atomi di partenza

Queste trasformazioni prendono il nome di reazioni chimiche La Reazione chimica è un fenomeno chimico per il quale alcune sostanze, dette reagenti, si combinano fra loro formando altre sostenze dette prodotti L'acqua è un composto che deriva dalla combinazione di due elementi idrogeno e ossigeno

Reagenti e prodotti Prima della formazione dell’acqua avevamo: A questo punto possono formarsi Molecole di ossigeno Molecole di idrogeno Molecole di acqua Queste sono le sostanze di partenza e sono dette reagenti Si è formata una nuova sostanza detta prodotto della reazione Affinché si formi l’acqua i legami di queste molecole devono essere rotti

L'anidride solforosa è un composto che deriva dalla combinazione dell'ossigeno con lo zolfo Il solfuro di ferro deriva dalla combinazione di ferro e zolfo Acqua e anidride carbonica si formano per combustione del metano

Il cloruro di sodio è un composto che si forma per reazione fra acido cloridrico e idrossido di sodio Occorre ricordare che idrossido di sodio e cloruro di sodio sono composti ionici e le molecole qui rappresentate non corrispondono alla realtà + Acido cloridrico Idrossido di sodio Cloruro di sodio Acqua Reagenti Prodotti

Riassumendo Una reazione chimica è un processo mediante il quale sostanze di partenza rompono i propri legami chimici per formarne altri originando nuove sostanze Si definiscono reagenti le sostanze di partenza della reazione chimica Si definiscono prodotti le sostanze che si formano quando la reazione chimica è avvenuta

Equazioni e leggi chimiche + Fe S FeS Un atomo di ferro reagisce con un atomo di zolfo per formare una molecola di solfuro di ferro S O2 SO2 Un atomo di zolfo reagisce con una molecola di ossigeno per formare una molecola di anidride solforosa

+ H2O H2SO3 Una molecola di anidride solforosa reagisce con una molecola di acqua per formare una molecola di acido solforoso Tutte queste reazioni possono essere rappresentate con le equazioni chimiche Un'equazione chimica descrive una reazione ponendo in genere i reagenti con la loro formula molecolare a sinistra e i prodotti a destra con al centro una freccia che rappresenta il verso che segue la reazione

Fe + S FeS S + O2 SO2 So2 + H2O H2SO3 In tutte queste equazioni chimiche si può notare come il numero degli atomi presenti a sinistra sia esattamente uguale al numero degli atomi presenti a destra

Leggi della conservazione della massa o legge di Lavoisier Legge delle proporzioni definite o legge di Proust Legge delle proporzioni multiple o legge di Dalton

Legge della conservazione della massa In una reazione chimica i reagenti mantengono inalterati massa e numero Questo è alla base della legge fondamentale della chimica o legge di Lavoisier In una qualsiasi reazione chimica la massa complessiva delle sostanze reagenti è uguale alla massa complessivadei prodotti della reazione

In una qualsiasi reazione chimica il numero complessivo degli atomi delle sostanze reagenti è uguale al numero complessivo di atomi dei prodotti della reazione Nei reagenti abbiamo: CH4 (metano) 1 atomo di carbonio 4 atomi idrogeno 2O2 4 atomi di ossigeno Nei prodotti abbiamo CO2 (anidrite carbonica) 1 atomo carbonio 2 atomi di ossigeno 2H2O 4 atomi idrogeno 2 atomi ossigeno Una reazione di questo genere si dice bilanciata CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

Consideriamo la seguente reazione Osserviamo che essa non ubbidisce alla legge di Lavoisier; reagenti e prodotti non hanno lo stesso numero di atomi Si dice che la reazione non è bilanciata Posso prendere 2 Fe ma per avere 3 O dovrei prendere 1,5 O2 e ciò non è possibile Debbo necessariamente raddoppiare il tutto e avere: A questo punto la legge di Lavoisier è rispettata e l'equazione bilanciata Fe + O2 Fe2O3 4Fe + 3O2 2Fe2O3 Ematite St Christophe-en-Oisans, Bourg d'Oisans, Isère, Rhône-Alpes, France

Legge delle proporzioni definite In una qualsiasi reazione chimica i pesi delle sostande reagenti sono in trapporto costante Consideriamo la seguente reazione: Dalla tavola vediamo che il peso atomico di Al è 27 e O 16 perciò: 4 x 27g = 108 g Al; 3 x 16 x 2=96 g Da cui si ha che 108g Al reagiscono con 96g di O per formare 204 g di Al2O3 Se uso 120 g di Al me ne avanzano 12 g Corindone var Zaffiro Laach lake volcanic complex , Eifel Mts, Rhineland-Palatinate, Germany Al2O3 Corindone var Rubino Kabol (Kabul) Province, Afghanistan 4 Al + 3O2 Al2O3

Legge delle proporzioni multiple Nel 1808 l’inglese John Dalton formula la legge delle proporzioni multiple Quando due elementi si combinano fra loro secondo diversi rapporti di massa, le diverse quantità di uno che si combinano con la medesima quantità dell’altro hanno tra loro rapporti rappresentabili con numeri interi, generalmente piccoli

Un esempio è dato dalla reazione fra carbonio e ossigeno (combustione) che permette di ottenere due molecole dalle proprietà profondamente differenti, uno tossico e l’altro no. 1g C + 1,33g O → 2,33g CO (monossido di carbonio) 1g C + 2,66g O → 3,66g CO2 (biossido di carbonio) L’ossigeno utilizzato per le due reazioni ha il seguente rapporto 1,33g : 2,66g = 1 : 2, ovvero numeri piccoli ed interi.