Fondamenti di chimica - reazioni chimiche e esercizi sulle ossidoriduzioni

Reazione Chimica

Non va identificato come la conoscenza dell'ep. chimica, ma indica solo il prima ed il dopo della reazione vera e propria. Conoscere una reazione significa interpretare le frecce ed separare reagenti dai prodotti.

Ogni reazione comporta la rottura di alcuni legami e formazione di nuovi legami, ed avviene spontaneamente se ad essa corrisponde una diminuzione di energia libera. Ogni reazione è caratterizata da... termodinamici che consentono di determinare se e quanto la reazione può avvenire, e da dati cinetici che consentono di determinare la velocità con cui essa avviene.

Le reazioni si dividono in:

• Reaz di ossidoriduzione, dove variable il num di ossidazione;
• Reaz non R ossidiane, dove ciò non avviene.

Esse avvengono con la variazione macroscopica del sistema (colore, forma, solido, svolgimento gas). [Non sempre c'è variazion/macroscopica]

Si usano le equazioni chimiche

R₁ + R₂ → P₁ + P₂

info qualitativa → quali sono reagenti e prodotto

info quantitativa → quanti reagenti e quanti prodotti

Se la trasformazione de

• In forma si usa →
• In equilibrio si usa ⇔

Esempio:

K + H₂O → KOH + H₂

[sp scheletro ha info qualitium]

Per avere info qualitativa ci sono bilanciament di... conservai delle masse.

[n atomi sinistra = n atomi destra]

Coefficiente stechiometrico

Numeri interi usati per bilanciare ed ottenere stesso numero di atomi a destra e sinistra.

Definiscono le proporzioni secondo cui le varie specie chimiche scompaiono e si formano.

2K + 2_H2O → 2KOH + H₂

NON AGGIUNGERE ATOMI CHE NON CI SONO NELLA REAZIONE & NON MODIFICARE FORMULE CHIMICHE

Metodo per tentativi:

• Scrivi "eq. scheletro"
• Bilancialo uno per verifica

Suggerimenti:

• Bilanciare prima la specie più complessa (quella con maggior numero di atomi)
• Bilanciare prima i composti dove appaia una sola volta un elemento (così lo stesso elemento)
• Quando un reagente o un prodotto esiste come elemento libero va bilanciato per ultimo
• In alcune reazioni atomi, gruppi di atomi restano immutati:
• Bilanciare quei gruppi come unità
• É possibile usare come coeff. stechiometrici sia numeri interi che frazionari generalmente meglio numeri interi piccoli.

2NH₃ + (5/2)O₂ → 2NO + 3H₂O

oppure:

4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O

Si usa generalmente: (g)=gas (l)=liquido (s)=solido (ac)=sol acquosa

Sopra le frecce si mettono info aggiuntive per indicare quando è stato fornito del calore al sistema (Δ), oppure

si può anche indicare la pressione, solvente o il catalizzatore

tutte le condizioni che rendono possibile la reazione.

REAZIONI CHIMICHE IN SOLUZIONI ACQOSE (IDROLISI)

NaCl_(s) + H₂O_(l) → Na⁺ + Cl^- (aq)

ACQUA RIESCE A SOLUBILIZZARE COMPOSTI IONICI

ELETTROLITI

Sostanze che sciogliendosi in acqua liberano Ioni (La reazione che porta alla formazione di ioni si chiama IONIZZAZIONE).

• DEBOLI: conducono debolmente la corrente elettrica nelle soluzioni acquose.

Avviene una DISSOCIAZIONE PARZIALE

Esempi:

• CaCO_3(s) H₂O ₋₋₋> Ca²⁺_(aq) + CO_32-(aq)
• CH₃CO₂H_{(a)_q} H₂O ↔ CH₃CO_2(aq) + H⁺_(aq)

• FORTI: conducono bene la corrente elettrica nelle soluzioni acquose. (In genere tutti i composti ionici sono elettroliti forti)

Avviene una DISSOCIAZIONE COMPLETA

Esempi:

• NaCl H₂O ↔ Na⁺(aq) + Cl^-(aq)
• HCl_(g) H₂O ↔ H⁺(aq) + Cl^-(aq)

Metodo Ionico Elettrone:

K₂MnO₄ + HNO₂ + H₂SO₄ → MnSO₄ + K₂SO₄ + HNO₃ + H₂O

Si riduce (ossidante)

Si ossida (riducente)

• 2x [MnO₄^-1 + 5e^- + 8H⁺ → Mn⁺² + 4H₂O]
• 5x [HNO₂ + H₂O → NO₃^- + 2e^- + 3H⁺]

Elettroni acquisti e ceduti

• 6 cariche neg = 3 cariche pos (quindi servono 3H⁺)
• 0 cariche = 3 cariche neg (quindi servono 3H⁺)

Tante procedure utili per bilanciare l'equazione Combino le semireazioni in modo tale che nell'equazione finale non compaiono elettroni:

• 2K₂MnO₄ + 5HNO₂ + 16H⁺ + 5NO₃^- +4H₂O → 2Mn⁺² + 5NO₃^- + HNO₃ + 8H₂O
• 2K₂MnO₄ +5HNO₂ + 3H₂SO₄ → 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5HNO₃ + 3H₂O