3. Le Reazioni Chimiche

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3. Le Reazioni Chimiche

• Equazioni Chimiche e Reazioni Chimiche
• - il simbolismo delle reazioni chimiche
• - il bilanciamento delle equazioni chimiche
• Reazioni di Precipitazione
• - le soluzioni acquose
• - le reazioni tra le soluzioni di elettroliti
  forti
• Reazioni degli Acidi e delle Basi
• - gli acidi e le basi in soluzione acquosa
• - la neutralizzazione
• Reazioni Redox
• - ossidazione e riduzione
• - numero di ossidazione
• - ossidanti e riducenti
• - bilanciamento di reazioni redox semplici e
  complesse

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Equazioni e Reazioni Chimiche
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Equazioni e Reazioni Chimiche

• Reazione Quantitativa.

LEGGE DELLA CONSERVAZIONE DI MASSA Gli atomi non
si possono né creare né distruggere, ma possono
solo subire dei processi chimici. Tra reagenti e
prodotti deve figurare lo stesso numero di atomi
dello stesso elemento.
2Na 2H2O ? 2NaOH 1H2
EQUAZIONE CHIMICA bilanciata
2Na(s) 2H2O(l) ? 2NaOH(aq) H2(g)
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Il Bilanciamento delle Reazioni

• ESEMPIO reazione della fotosintesi
  clorofilliana.
• CO2(g) H2O(l) E ? O2(g) C6H12O6(s)
• Cominciare bilanciando gli atomi dellelemento
  presente nel minor numero di sostanze.
• 6CO2(g) H2O(l) E ? O2(g) C6H12O6(s)
• Bilanciare come ultimo latomo dellelemento che
  compare nel maggior numero di formule.
• 6CO2(g) 6H2O(l) E ? O2(g) C6H12O6(s)
• 6CO2(g) 6H2O(l) E ? 6O2(g) C6H12O6(s)

MAI ALTERARE I PEDICI DELLE FORMULE.
Se ci sono coefficienti frazionari, si moltiplica
lintera equazione per un fattore numerico.
Gli ioni poliatomici superano spesso la reazione
intatti e possono essere bilanciati come entità
individuali.
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Le Soluzioni
Def. Una SOLUZIONE è una classe speciale di
miscele omogenee costituita da un SOLUTO, ciò che
è sciolto, e un SOLVENTE, ciò che scioglie.
SOSTANZA
SOLUBILE è in grado di sciogliersi in un
determinato solvente.
INSOLUBILE non è in grado di sciogliersi in un
determinato solvente in maniera apprezzabile.
IONI
MOLECOLE
Def. Chiamiamo SOLUZIONE ELETTROLITICA una
soluzione in grado di condurre lelettricità,
quindi contenente ioni.
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Le Soluzioni Elettrolitiche
Def. Chiamiamo SOLUZIONE ELETTROLITICA una
soluzione in grado di condurre lelettricità,
quindi contenente ioni.
DISSOCIAZIONE
IONIZZAZIONE
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Le Soluzioni
Def. Una SOLUZIONE è una classe speciale di
miscele omogenee costituita da un SOLUTO, ciò che
è sciolto, e un SOLVENTE, ciò che scioglie.

• DETERMINAZIONE DELLA CONCENTRAZIONE
• MOLARITÀ, M molL-1
• MOLALITÀ, m mol kg-1
• PERCENTUALE PESO/PESO, (w/w)
• PERCENTUALE VOLUME/VOLUME, (v/v)

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Esercizi
Esercizio. Calcolare MOLARITÀ e MOLALITÀ di una
soluzione di H2SO4 al 62 (w/w), sapendo che la
densità, d 1.52 gmL-1.
1 L 1000 mL ? dalla densità, 1000 mL 1.52
gmL-1 1520 g ? dalla (w/w)
PM(H2SO4) 2xPA(H) PA(S) 4xPA(O) 98.09
u MM (H2SO4) 98.09 gmol-1
9.613 M
16.64 mol kg-1
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Esercizi
Esercizio. Quanto H2SO4 al 62, 9.613 M, e quanta
H2O sono necessari per ottenere 1.5 L di
soluzione 2.0 M?
Vin x Min Vfin x Mfin
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Reazioni di Precipitazione
Def. Chiamiamo ELETTROLITA FORTE un composto in
grado di dissociarsi/ionizzarsi in maniera
completa.Def. Chiamiamo ELETTROLITA DEBOLE un
composto in grado di dissociarsi/ionizzarsi solo
in maniera incompleta e in soluzione saranno
presenti un certo numero di molecole
AgNO3(aq) NaCl(aq) ? AgCl(s) NaNO3(aq)
La REAZIONE DI PRECIPITAZIONE è quella nel corso
della quale, allatto del mescolamento di due
soluzioni elettrolitiche si forma un prodotto
solido e insolubile.
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Equazioni Ioniche
Equazione Ionica Completa
IONI SPETTATORI
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Equazioni Ioniche
Ioni spettatori
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Acidi e Basi
Def. Definiamo ACIDO, secondo Arrhenius, un
elettrolita che in acqua cede ioni H, formando
lo ione IDRONIO H3O.
Def. Definiamo BASE, secondo Arrhenius, un
elettrolita che in acqua cede ioni OH-, ioni
OSSIDRILE.
ELETTROLITI
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Le Reazioni Redox
La peculiarità delle REAZIONI DI OSSIDORIDUZIONE
è il trasferimento di elettroni da una specie ad
unaltra.
OSSIDAZIONE È LA CESSIONE DI ELETTRONI
RIDUZIONE È LACQUISTO DI ELETTRONI
Ad ogni specie chimica è assegnato un NUMERO di
OSSIDAZIONE per facilitare il computo degli
elettroni.
Il numero di ossidazione di un atomo è un numero
convenzionale che corrisponde al numero di
elettroni che latomo acquista, cede o mette in
comune per formare legami con altri atomi.
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Il Numero di Ossidazione

• Il numero di ossidazione di un elemento non
  combinato con altri è ZERO (Cl2, H2, Fe
  elementare, etc.).
• La somma dei numeri di ossidazione degli atomi
  costituenti una data specie è uguale alla carica
  totale.
• Il numero di ossidazione dellidrogeno combinato
  con i NON METALLI è 1 nelle combinazioni con i
  METALLI esso è -1.
• Nella maggior parte dei suoi composti lossigeno
  presenta numero di ossidazione -2. Nei perossidi,
  con legame O?O, il numero di ossidazione è -1.
• Il numero di ossidazione degli alogeni è -1. Se
  sono combinato con lossigeno o con un altro
  alogeno più in alto nel gruppo, possono assumere
  numero di ossidazione positivo. Il numero di
  ossidazione del fluoro è sempre -1.
• ESEMPIO. SO2 N.O.(O) -2 N.O.(S) ? x
• x 2(-2) 0, per la regola 2. x N.O.(S) 4

LOSSIDAZIONE corrisponde a un AUMENTO del NUMERO
DI OSSIDAZIONE.
La RIDUZIONE corrisponde a una DIMINUZIONE del
NUMERO DI OSSIDAZIONE.
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Ossidanti e Riducenti
Nelle REAZIONI DI OSSIDORIDUZIONE si ha il
trasferimento di elettroni da una specie ad
unaltra.
IL MAGNESIO È UNA SPECIE RIDUCENTE Gli elettroni
passano dalla specie riducente alla specie che si
riduce Il riducente è la specie che si ossida
IL CLORO È UNA SPECIE OSSIDANTE Gli elettroni
passano dalla specie che si ossida alla specie
ossidante Lossidante è la specie che si riduce
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Ossidanti e Riducenti
Nelle reazioni REDOX devono comparire sempre la
specie che si OSSIDA e la specie che si RIDUCE
IL MAGNESIO SI OSSIDA Il numero di ossidazione
aumenta IL MAGNESIO È UNA SPECIE RIDUCENTE
IL CLORO SI RIDUCE Il numero di ossidazione
diminuisce IL CLORO È UNA SPECIE OSSIDANTE
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Ossidanti e Riducenti
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Reazioni Redox Semplici
4 HCl(aq) O2(g) ? 2 Cl2(g) 2 H2O(l)
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Reazioni Redox Complesse
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Reazioni Redox Complesse

1. Si formulano le equazioni scheletro

1. Si bilanciano gli atomi di O con H2O

1. Si bilancia ogni atomo di H aggiungendo una
   molecola di H2O dove occorre idrogeno e uno ione
   OH- al membro opposto

Cancelliamo specie eccedenti