LE REAZIONI CHIMICHE Reazione chimica: Una reazione chimica è la trasformazione della materia nel corso della quale le sostanze che vi partecipano cambiano la loro composizione: le particelle delle sostanze di partenza (REAGENTI) si riaggregano, mediante rottura e formazione di nuovi legami in composti nuovi (PRODOTTI) EQUAZIONE DI REAZIONE Equazione di reazione: esprime l’uguaglianza quantitativa tra gli atomi dei reagenti e quelli dei prodotti (legge sulla conservazione della massa) mA + nB pC + qD reagenti prodotti m,n,q,p = coefficienti stechiometrici = valori interi minimi, per i quali bisogna moltiplicare le formule delle sostanze partecipanti, affinché venga rispettata l’uguaglianza numerica tra atomi di reagenti e prodotti BILANCIAMENTO DI EQUAZIONE DELL’EQUAZIONE DI REAZIONE Bilanciare = calcolare i coefficienti stechiometrici con cui si conservano gli atomi di una specie chimica nel passaggio reagente prodotto. ESEMPI • 2H2 + O2 2H2O attenzione, anche: H3O++ OH2H2O • 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 • N2 + 3H2 2NH3 N.B. vanno bilanciati per primi gli elementi che non sono idrogeno ed ossigeno, poi ossigeno e infine idrogeno! TIPI DI REAZIONI • Sintesi: due o più reagenti si uniscono a formare un unico prodotto A+B AB 2Mg + O2 2MgO • Decomposizione: da un reagente ottengo due o più prodotti AB A+B CuCO3 CuO + CO2 • Scambio semplice: un elemento libero reagisce con un composto sostituendo uno dei componenti A + BC AB + C 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu • Doppio scambio: si ha scambio di elementi tra due composti con produzione di composti insolubili, gas o molecole stabili AB + CD AD + CB NaOH + HCl NaCl + H2O REAZIONI ALL’EQUILIBRIO Una reazione all’equilibrio è tale quando i prodotti si trasformano nei reagenti con la stessa velocità con cui i reagenti si trasformano nei prodotti. aA + bB ↔ cC + dD • Keq<1 è ? • Keq=1 è ? • Keq>1 è ? Principio di Le Chatelier (azione e reazione): Quando l’equilibrio viene variato il sistema si oppone al cambiamento con un’azione tale da annullare la variazione. L’Equilibrio varia nelle seguenti situazioni Se vario: la temperatura la concentrazione la pressione Attenzione: la Keq cambia però solo al variare della temperatura. REAZIONI DI OSSIDORIDUZIONI Sono reazioni di ossido-riduzione tutte le trasformazioni in cui varia il numero di ossidazione degli atomi o degli ioni reagenti. In pratica, le sostanze reagenti si scambiano gli elettroni! Un’Ossidazione corrisponde ad una Perdita del numero di Elettroni e con ciò il numero di ossidazione aumenta. Una Riduzione corrisponde ad un Acquisto di elettroni e con ciò il numero di ossidazione diminuisce. ATTENZIONE: OSSIDANTE = sostanza che si riduce RIDUCENTE = sostanza che si ossida COME SI RISOLVE UNA REDOX ü Isoliamo la semireazione di ossidazione e quella di riduzione ü Bilanciamo gli atomi coinvolti in entrambe le semireazioni ü Bilanciamo le cariche di prodotti e reagenti, scrivendo gli elettroni coinvolti e compensando con atomi di idrogeno ü Moltiplichiamo i coefficienti stechiometrici delle reazioni per un numero (il più piccolo possibile e intero) tale che il numero di elettroni coinvolti nelle due semireazioni sia lo stesso ü Sommiamo algebricamente le due semireazioni. ATTENZIONE: uno stesso atomo può ossidarsi e ridursi nella stessa reazione (DISMUTAZIONE) ESEMPIO DI RISOLUZIONE HNO3 + H2S NO + S +H2O 1 - Stabiliamo quali sono le specie che si ossidano e si riducono: in questo caso N si riduce (da +5 a +2) e S si ossida (da -2 a 0) 2 - Scriviamo le semireazioni e bilancio atomi e cariche: HNO3 +3è +3H+ NO +2H2O x2 H2S S+2è +2H+ x3 3 - Sommiamo algebricamente: 2HNO3 +3H2S 2NO+3S+4H2O ESERCIZI In una reazione redox: A) Il numero di ossidazione dei reagenti può anche non variare B) L’agente riducente è il composto che si riduce C) La variazione del numero di ossidazione corrisponde ad una perdita o ad un acquisto di elettroni D) Chi si ossida acquista elettroni E) Uno stesso elemento non può contemporaneamente ridursi ed ossidarsi RISOLUZIONE La risposta corretta è la C ESERCIZI Stabilisci il corretto bilanciamento della reazione KI + Br2 KBr + I2 A ) 2KI + Br2 B )2KI + Br2 C ) 3KI + Br2 D ) KI + Br2 E ) KI + 3Br2 2KBr + I2 KBr + 2I2 KBr + I2 KBr +2I2 KBr + 2I2 ESERCIZI Nella reazione sopra considerata, il numero di ossidazione del bromo: A) Non varia B) Aumenta da 0 a +3 C) È zero D) Varia da 0 a -1 E) Varia da -1 a +1 RISOLUZIONE • Questa reazione è una redox : KI + Br2 KBr + I2 +1, -1 0 +1, -1 0 Scriviamo le semireazioni e sommiamo: 2I- + 2è I2 Br2 2Br- + 2è 2KI + Br2 2KBr + I2 15 RISOLUZIONE Le risposte corrette sono: AeD 16 ESERCIZI Nella reazione N2+3H2 2NH3 A) Azoto ed idrogeno non si riducono né si ossidano B) N2 ha numero di ossidazione 0 C) In NH3 l’idrogeno ha numero di ossidazione +3 D) L’idrogeno si riduce E) L’azoto perde elettroni RISOLUZIONE Questa reazione è una redox: N2+H2 NH3 0 0 3 1 La risposta corretta è dunque la B 18 ATTENZIONE! Anche una semplice reazione che noi siamo soliti bilanciare guardando solo il rapporto tra gli atomi può essere una redox! PRIMA DI QUALSIASI BILANCIAMENTO, QUINDI, STABILIAMO SE SI TRATTA O NO DI UNA REDOX, GUARDANDO I NUMERI DI OSSIDAZIONE
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