Chimica generali con esempio sugli esercizi più comuni

Ioni negativi

Nome–F Fluoruro–Cl Cloruro–Br Bromuro–I Ioduro-S2 Solfuro–HS Idrosolfuro o idrogenosolfuro–CN Cianuro–NO Nitrato3–NO Nitrito232-CO Carbonato–HCO Idrogeno carbonato o bicarbonato342–SO Solfato–HSO Idrogenosolfato432-SO Solfito–HSO Idrogenosolfito443-PO Fosfato42-HPO Idrogenofosfato–H PO Diidrogenofosfato2 4–ClO Ipoclorito–ClO2 Clorito–ClO3 Clorato–ClO4 Perclorato

Per poter scrivere la formula di un sale formato da questi ioni basta accoppiare uno ione positivo e uno ione negativo tenendo conto della loro carica e facendo in modo che la molecola sia neutra.

– +Cloruro di sodio= Cl + Na = NaCl.

– +Cloruro di calcio= Cl + Ca2 = CaCl .2-

– +Cloruro di alluminio= Cl + Al = AlCl .3

– +Carbonato di calcio= CO + Ca = CaCO .3

– +Carbonato di sodio = Co + Na = NaCo 3

– +Carbonato di alluminio = Co + Al = Al (CO ) .2 2 3

Alcuni ioni metallici possono presentarsi con

bilanciamento -> 2HNO3 + 2K = 2KNO3 + H2 Acido nitrico + potassio = Nitrato di potassio + idrogeno bilanciamento -> 2HBr + 2Cu = CuBr2 + H2 Bromuro di idrogeno + rame = Bromuro di rameico/bromuro di rame(II) bilanciamento -> FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S Acido solfidrico + ferro = solfato ferroso/solfato di ferro(II) Reazione di scambio doppio. Avviene quando in una soluzione acquosa due composti si scambiano il partner e quando da due reagenti si ottiene un composto insolubile, si forma una molecola stabile come H2O o si sviluppa un gas come CO2. Genericamente è scritta AB + CD = AD + CB. Esse possono essere: Con formazione di un precipitato, ovvero tra due sali solubili in acqua che possono scambiarsi l'anione formando così un composto insolubile. Per precipitato si intende il composto solido che si separa dalla soluzione, oppure tra un sale solubile in acqua e un idrossido anch'esso solubile in acqua dove si verifica.

una reazione di scambio se uno dei prodotti è insolubile; Con formazione di acqua che agisce da forza trainante di una reazione di scambio doppio; o conformazione di un gas ovvero tra una sale ed un acido la reazione di scambio è possibile se uno dei prodotti di reazione è un gas. Reazioni di scambio semplice o reazioni di spostamento. Sono quelle in cui un elemento libero reagisce con un composto per formarne uno nuovo spostando uno degli elementi che era nel composto originario e generalmente avviene in soluzione acquosa. È rappresentate A + BC = AC + B. Queste insieme alle reazioni di combustione, di sintesi e di decomposizione sono reazioni di ossido-riduzione, in cui elettroni si trasferiscono da una sostanza all'altra. Sebbene molti composti ionici siano solubili in acqua, come il cloruro di sodio, ve ne sono altri che si sciolgono solo in parte o sono insolubili come ad esempio il cloruro di argento. La dissociazione ionica avviene quando da

composti coinvolti nella reazione. Gli ioni spettatori non vengono inclusi nell'equazione bilanciata. Un esempio di equazione ionica netta è: NaCl(aq) + AgNO3(aq) -> AgCl(s) + NaNO3(aq) In questa equazione, gli ioni sodio (Na+) e nitrato (NO3-) sono spettatori e non vengono inclusi nell'equazione bilanciata. L'equazione bilanciata mostra che una soluzione di cloruro di sodio (NaCl) reagisce con una soluzione di nitrato d'argento (AgNO3) per formare cloruro d'argento (AgCl) che precipita come solido, e nitrato di sodio (NaNO3) che rimane in soluzione. È importante bilanciare correttamente le equazioni chimiche per garantire la conservazione degli atomi e della carica.prodotti e lostudio delle reazioni quantitative tra le moli delle sostanze coinvolte nelle reazioni è la stechiometria. Lesostanze reagiscono sempre secondo il rapporto dell'equazione chimica, in questi casi uno dei reagenti siconsuma completamente ed è detto reagente limitante perché determina la quantità di prodotto, mentrel'altro è in eccesso e in parte non è combinato. In una reazione la quantità di prodotto che si dovrebbeottenere è chiamata resa teorica mentre quella effettivamente ottenuta è la resa effettiva, dividendo laresa effettiva per quella teorica e moltiplicando il risultato per cento si ottiene la resa percentuale. Equilibrio chimico.Le reazioni reversibili sono quelle in cui i prodotti, appena si formano, reagiscono tra di loro per ridare lesostanze reagenti. All'inizio la velocità della reazione diretta è massima perché sono massime leconcentrazione dei reagenti, ma

via via che si formano i prodotti la loro concentrazione diminuisce. Contemporaneamente la velocità del processo inverso, che all'inizio era nulla, comincia ad assumere valori crescenti. Ad un certo punto la velocità della reazione diretta è quella della reazione inversa, si eguagliano e quindi tutte le sostanze presenti (reagenti e prodotti) si mantengono costanti. Si è così stabilita una condizione di equilibrio dinamico, detto "equilibrio chimico". Se la temperatura si mantiene costante, le concentrazioni delle sostanze presenti saranno sempre tali da rispettare il valore della costante di equilibrio scritta per quella reazione. Inoltre, se non intervengono cause esterne al sistema che possono alterare anche momentaneamente lo stato di equilibrio, le concentrazioni sia dei reagenti che dei prodotti si mantengono anche costanti. Esistono dei fattori attraverso i quali variazioni possono variare le condizioni di equilibrio.

L'equilibrio chimico sottostà al principio di equilibrio detto "di Chatelier", tale principio afferma che un sistema che si trova all'equilibrio viene modificato da cause esterne, e il sistema reagisce a tali modificazioni, ripristinando una nuova condizione di equilibrio.

Acidità e Ph.

Quando una soluzione contiene lo stesso numero di ioni H+ e OH- si dice neutra. In altri termini, per quanto detto precedentemente, una soluzione è neutra quando la concentrazione degli ioni H+ è uguale a 10^-7. Se una soluzione contiene più ioni idrogeno (H+) che gruppi ossidrilici (OH-), si dice acida, viceversa se contiene meno ioni idrogeno che gruppi ossidrilici si chiama alcalina o basica.

In sintesi, si ha che:

• soluzione acida [H+] > [OH-] da cui [H+] > 10^-7
• soluzione neutra [H+] = [OH-] da cui [H+] = 10^-7
• soluzione basica [H+] < [OH-] da cui [H+] < [OH-]

10–7L'acidità di una soluzione è tanto maggiore quanto più elevata è [H+]. Per esprimere in modo immediato il grado di acidità di una soluzione, ci si serve di un'espressione matematica denominata pH. Essa corrisponde al logaritmo in base 10 dell'inverso della concentrazione idrogenionica. Più semplicemente diciamo che il pH di una soluzione corrisponde al valore cambiato di segno dell'esponente della concentrazione idrogenionica. Esempio: se [H+] = 10–5 allora il pH della soluzione è 5, se [H+] = 10–8, il pH è 8 e così via.

Carattere acido o basico di un composto. Si definisce acido un composto che è capace di cedere un idrogenione e basico un composto che è in grado di accettare un idrogenione. Per esempio, quando si mette acido cloridrico (HCl) in acqua, si ha la reazione:

→ + -HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻

in cui HCl funziona da acido cedendo un idrogenione all'acqua.

che invece funziona da base. Normalmente, per maggior semplicità e chiarezza, si scrive: → + -HCl H + Cl. Se, invece, mettiamo in acqua il composto chiamato idrossido di sodio (NaOH) si ha la sua dissociazione in: → + -NaOH Na + OH. In questo caso, aumentando la concentrazione dei gruppi ossidrilici (OH-) deve diminuire quella idrogenionica per mantenere il prodotto ionico dell'acqua costante. Di conseguenza, immettendo idrossido di sodio in acqua, la soluzione diventa basica. In generale, si può dire quindi che anche tutti i composti capaci di rilasciare in soluzione ioni OH- sono delle basi. Anche le reazioni di dissociazione degli acidi e delle basi sono reazioni di equilibrio. Tornando alla già descritta reazione di dissociazione dell'HCl, sarebbe quindi corretto scrivere: → + -HCl H + Cl. Nel caso dell'HCl, quasi tutte le molecole sono in forma dissociata in soluzione. Quando un acido è molto dissociato, e quindi aumenta di

Molto la concentrazione idrogenionica della soluzione, si dice che è un acido forte. Se consideriamo invece l'acido ipocloroso (HClO) che si dissocia in:

HClO → H⁺ + ClO^-

Le molecole dissociate sono poche in confronto a quelle che rimangono indissociate. Prevale cioè la reazione inversa a quella di dissociazione e in questo caso la concentrazione di H⁺ della soluzione aumenta di poco. Si dice allora che l'acido ipocloroso è un acido debole. In generale, un acido debole è quello che in soluzione tende a dissociarsi poco. Un discorso simile può essere fatto per le basi.