Transcript Le reazioni chimiche

Le reazioni chimiche Generalità sulle reazioni chimiche Una reazione chimica è una trasformazione della materia che può essere descritta in termini qualitativi e quantitativi da uno schema (detto di reazione). Lo schema di una reazione chimica è semplicemente una eguaglianza (dal punto di vista matematico) che descrive i rapporti quantitativi e qualitativo tra le sostanze che si trasformano. Le sostanze presenti prima della trasformazione sono dette Reagenti, quelle ottenute dalla reazione sono chiamate Prodotti. Una generica reazione può essere schematizzata nel seguente modo: xA + yB = zC + wD reagenti prodotti dove i numeri x,y,z,w sono detti coefficienti della reazione che vengono ricavati, tenendo conto della legge della costanza della massa di Lavoisier, una volta noti gli indici presenti nelle formule che tengono conto dei rapporti di combinazione degli elementi nelle formule dei composti (legge di Proust) . Esempio : H2SO4 2 e 4 sono gli indici del composto Un criterio utile per classificare gli schemi di reazione è quello del numero dei reagenti rispetto ai prodotti, ossia individuare quante specie chimiche sono presenti a sinistra del segno di uguaglianza e paragonarle rispetto al numero di specie chimiche presenti a desta del segno =. Pertanto avremo le seguenti categorie di reazioni: 1) Reazioni di sintesi Reagenti > Prodotti oppure Prodotti < Reagenti Schema generale di reazione AB + C ! ABC Esempi: SO2 + H2O ! H2SO3 Na2O + CO2 ! Na2CO3 In queste reazioni i prodotti sono numericamente minori dei reagenti 2) Reazioni di decomposizione Reagenti < Prodotti oppure Prodotti > Reagenti Schema generale di reazione AB ! A + B Esempio: CaCO3 ! CaO + CO2 In queste reazioni i prodotti sono numericamente maggiori dei reagenti 3) Reazioni di scambio semplice (o di sostituzione) Reagenti = Prodotti Schema generale di reazione AB + C ! CB + A Esempio: 2HCl + 2Na ! 2NaCl + H2 In queste reazioni i prodotti sono numericamente uguali ai reagenti 4) Reazioni di doppio scambio Reagenti = Prodotti Schema generale di reazione AB + CD ! AD + BC Esempio: Na2O + 2HCl ! 2NaCl + H2O In queste reazioni i prodotti sono numericamente uguali dei reagenti Nella categoria delle reazioni di doppio scambio possiamo individuare una particolare reazione detta di neutralizzazione, in tale reazione i reagenti sono un acido (binario o ternario) e un idrossido e i prodotti che si ottengono sono un sale (binario o ternario) e acqua. Il bilanciamento delle reazioni Il bilanciamento di una reazione è quella operazione che ci consente di introdurre all’interno dello schema dei coefficienti numerici che precedono la specie chimica che verificano la legge della costanza delle masse (Lavoisier), per cui una reazione si dice bilanciata quando tutti gli atomi presenti nei reagenti risultano numericamente uguali agli atomi presenti dei prodotti indipendentemente dalla loro posizione nei composti. Non esiste una regola fissa per bilanciare le reazioni, si procede per tentativi, tuttavia un criterio può essere individuato procedendo a bilanciare prima i metalli poi i non metalli , l’ossigeno ed infine l’idrogeno. Reazioni di formazione dei composti binari Tutti i composti binari, in generale, si possono ottenere per sintesi tra i due elementi che li costituiscono. Ossidi Basici 1) sintesi degli elementi Esempio: 4Fe + 3O2 ! 2Fe2O3 2) decomposizione di un sale ternario Esempio: Na2P2O7 !
Na2O + 2PO3 Sale ternario ossido ossido basico acido 3) decomposizione di un idrossido Esempio: Ca(OH)2 !
CaO + H2O Idrossido ossido acqua basico Idruri Metallici 1) sintesi degli elementi Esempio: 2Fe + 3H2 ! 2FeH3 Idruri covalenti 1) sintesi degli elementi Esempio: N2 + 3H2 ! 2NH3 Idracidi 1) sintesi degli elementi Esempi: H2 + S ! H2S H2 + Cl2 ! 2HCl N.B. in generale gli idracidi, cosi come gli ossoacidi, si possono ottenere per reazione di doppio cambio tra un sale e un acido secondo la seguente reazione: Na2S + 2 HCl !
2NaCl + H2S Sale1 + Acido2 Sale2 Acido1 Sali Binari In generale si ottengono per sostituzione dell’idrogeno di un acido binario (idracido) con atomi di metallo. 1) Idracido + metallo ! Sale binario + Idrogeno (r. di spostamento o scambio semplice) Esempio: 2HCl + 2Na ! 2NaCl + H2 2) Idracido + ossido basico ! Sale binario + acqua (r. di doppio scambio) Esempio: 2HCl + Na2O !
2NaCl + H2O 3) Idracido + Idrossido !Sale binario + acqua (r. di doppio scambio o di neutralizzazione) Esempio: HCl + NaOH !
NaCl + H2O 4) Idracido + sale ! Sale binario + acido (r. di doppio scambio) Esempi: 2HCl + Na2S !
2NaCl + H2S HCl + Na2SO4 !
NaCl + H2SO4 Reazioni di formazione dei composti ternari I principali composti ternari sono idrossidi, ossiacidi e sali ternari, generalmente essi si ottengono attraverso le reazioni di seguito indicate: Idrossidi 1) Metallo + acqua ! Idrossido + Idrogeno (r. di spostamento o scambio semplice) Esempio: 2Na + 2H2O !
2NaOH + H2 2) Ossido basico + acqua ! Idrossido (r. di sintesi) Esempio: Na2O + H2O ! 2NaOH 3) Metallo + Idrossido ! Idrossido + Metallo (r. di spostamento o scambio semplice) Esempio: 2Na + Ca(OH)2 !
2NaOH + Ca Ossiacidi (acidi ternari o ossiacidi) 1) Ossido acido + acqua ! Ossiacido (r. di sintesi) Esempio: SO3 + 2H2O !
H2SO4 2) Sale ternario + Acido ! Ossiacido + sale (r. di doppio scambio) Esempi: Na2SO4 + 2HCl !
H2SO4 + 2NaCl Na2SO4 + 2HNO3 ! H2SO4 + 2NaNO3 Sali ternari In generale si ottengono per sostituzione dell’idrogeno di un acido ternario (ossiacido) con atomi di metallo. 1) Ossiacido + metallo ! Sale ternario + Idrogeno (r. di spostamento o scambio semplice) Esempio: 2HNO3 + 2Na !
2NaNO3 + H2 2) Ossiacido + ossido basico ! Sale ternario + acqua (r. di doppio scambio) Esempio: 2HNO3 + Na2O !
2NaNO3 + H2O 3) Ossiacido + Idrossido ! Sale ternario + acqua (r. di doppio scambio o di neutralizzazione) Esempio: HNO3 + NaOH !
NaNO3 + H2O 4) Ossiacido + sale ! Sale ternario + acido (r. di doppio scambio) Esempi: 2HNO3 + Na2S !
2NaNO3 + H2S 2HNO3 + Na2SO4 !
2NaNO3 + H2SO4 5) Ossido acido + Ossido basico ! Sale ternario (r. di sintesi) Esempio: CO2 + Na2O !
Na2CO3 6) Ossido acido + Idrossido ! Sale ternario + acqua (r. di doppio scambio o di neutralizzazione) Esempio: CO2 + 2KOH !
K2CO3 + H2O