Chimica e chimica biologica - Reazioni chimiche e chimica nucleare

Lezione 3: le reazioni chimiche

Reazione chimica

Una reazione chimica è un processo attraverso il quale alcuni materiali di partenza (reagenti o reattivi) si trasformano in prodotti. Sono reazioni irreversibili. Durante una reazione gli atomi non si creano o distruggono, al limite si aggregano diversamente: nel corso delle reazioni la massa si mantiene infatti costante, seguendo la legge della conservazione della massa.

I numeri che si mettono prima degli elementi nella reazione si chiamano coefficienti stechiometrici e indicano il numero relativo di moli di ogni sostanza che reagisce nel corso di reazione. Per bilanciare si parte dall'elemento meno rappresentato, quindi si procede con l’idrogeno e l’ossigeno dovrebbe risultare.

Si possono aggiungere altre informazioni, come lo stato di aggregazione di reagenti e prodotti (s, aq, l etc), quando si vuole significare che una reazione richiede elevate temperature, si aggiunge la lettera greca Δ sopra la freccia della reazione.

Idrosolubilità e soluzioni elettrolitiche

Idrosolubile: sostanza che si discioglie in acqua. Sono dissolubili sia molecole che ioni, entrambi quando si disciolgono si dice che vengono solvatati. Gli ioni, essendo cariche elettriche, danno luogo a una soluzione capace di condurre elettricità. Anche le molecole possono dare luogo a soluzioni elettrolitiche ma gli ioni non sono presenti prima della solvatazione.

Un elettrolita può essere:

• Forte se tutto il soluto è presente sotto forma di ione (conduce bene l’elettricità)
• Debole se è ionizzato in maniera incompleta e quindi ne sopravvive un certo numero di molecole (conduce male l'elettricità)

Una soluzione può anche essere non elettrolitica, quando cioè non conduce elettricità: le molecole del soluto vengono disperse in quelle del solvente, sono circondate da esso ma non presentano nessuna carica.

Reazioni degli acidi e delle basi

Come riconoscere acidi e basi? Essi fanno cambiare il colore di certe sostanze, dette indicatori, tra cui il più usato è il tornasole, di origine vegetale: gli acidi lo fanno virare verso il rosso, le basi verso il blu.

Classificazione di Arrhenius: un acido è una molecola o ione che contiene idrogeno e reagisce con l'acqua producendo ioni idronio (H₃O⁺, o H⁺); una base è una molecola o ione che in acqua dà origine a ioni ossidrile (OH^-).

Acidi o basi sono detti forti se sono completamente ionizzati in acqua, acidi e basi deboli non lo sono.

Acidi forti e basi forti

• Acido bromidrico, HBr
• Acido cloridrico, HCl
• Acido nitrico, HNO₃
• Acido perclorico, HClO₄
• Acido clorico, HClO₃
• Acido solforico, H₂SO₄
• Idrossidi del gruppo I
• Idrossidi dei metalli alcalinoterrosi