Nozioni di nomenclatura

Spiegazione delle reazioni di associazione e dissociazione

(A) La reazione di associazione avviene quando l'ammoniaca si associa all'acido solfidrico, formando l'idrogenosolfuro di ammonio. Durante questa reazione, un idrogeno dell'acido solfidrico (H2S) si stacca come H e si attacca a NH3 tramite un legame dativo, formando il catione ammonio. L'idrogenosolfuro (HS) rimane come controanione, con una carica negativa. Tutti gli elementi coinvolti nella reazione mantengono le loro caratteristiche chimiche: l'azoto rimane trivalente, l'idrogeno rimane monovalente e lo zolfo rimane bivalente.

(B) La reazione di dissociazione avviene quando l'idrogeno fosfato di magnesio si divide in due molecole distinte: il pirofosfato di magnesio (o ectaossido di difosforo di magnesio) e l'acqua. Anche in questo caso, gli elementi mantengono le loro caratteristiche chimiche: il magnesio rimane divalente, l'idrogeno rimane monovalente e il fosforo utilizza sempre 5 elettroni al livello di frontiera.

tetravalente l'ossigeno è sempre bivalente)

Reazione di scambio:

(C) lo ione formula carbonato di sodio (Na₂CO₃) reagisce con l'acidocloridrico (2HCl) per dare il cloruro di sodio (2NaCl) l'anidride carbonica (CO₂) e l'acqua (H₂O): il sodio che prima era abbinato all'anione carbonato passa ad accoppiarsi elettricamente con il cloro e l'idrogeno che era accoppiato con il cloro passa ad accoppiarsi con l'anione carbonato dando l'acido carbonico H₂CO₃ che è instabile ed evolve in CO₂ + H₂O

Reazione di scambio:

(D) il solfato di potassio (K₂SO₄) reagisce con il diidrossido di bario(Ba(OH)₂) per dare il solfato di bario (BaSO₄) e l'idrossido di potassio (2KOH): il catione potassio + prima si interfacciava con l'anione SO₄ e poi va ad interfacciarsi con l'anione OH- che prima si controneutralizzava con il catione Bario + poi prende il potassio e lascia il controcatione bario+ ad interfacciarsi con SO₄^2-

Numeri di

Il numero di ossidazione permette di esprimere il numero di detenzione degli elettroni da parte dei vari elementi che permette di vedere velocemente se la valenza dell'elemento è cambiata oppure no:

• Se i numeri di ossidazione rimangono invariati la valenza chimica non è cambiata (reazioni di associazione/dissociazione e scambio)
• Se i numeri di ossidazione presentano delle variazioni siamo in presenza di una modifica della valenza chimica (reazioni chimiche più complesse, "reazioni redox")

Si definisce numero di ossidazione il numero intero e convenzionale (nel senso che può esprimere anche una carica parziale), zero compreso, avente segno positivo o negativo, che corrisponde alla carica effettiva (reale) o ipotetica (parziale) che ogni atomo presente in una formula ionica o neutra acquisirebbe se gli fossero attribuiti gli elettroni di legame, sulla base del concetto di elettronegatività o dell'equipartizione.

degli elettroni di legame (legame covalente), nel caso gli atomi coinvolti presentino la medesima elettronegatività. Il numero totale degli elettroni attribuiti ad un elemento (n° di ossidazione di un elemento moltiplicato x n° di tali elementi presenti nella struttura) deve corrispondere a quelli persi da uno o più altri. Così la somma di tutti i numeri di ossidazione dev'essere pari a zero per molecole neutre, mentre, per strutture cariche, dev'essere pari alla carica della struttura.

Ad esempio:

L'assegnazione dei numeri di ossidazione

Esistono poche semplici regole empiriche che permettono di assegnare velocemente i numeri di ossidazione agli elementi presenti nei composti:

• elementi 0: Il n° di ossidazione per gli elementi allo stato libero è 0 (che siano gas nobili oppure elementi puri legati a se stessi, non spostano gli elettroni)
• molecola: La somma totale dei n° di ossidazione di tutti gli elementi dev'essere pari a 0 in una molecola neutra

carica dello ione molecole carichepari alla in caso di• L’idrogeno +1,ha sempre n° di ossidazione tranne che negli idruri formati con metalli alcalini edalcalino terrosi• L’ossigeno -2,ha n° di ossidazione tranne che nei perossidi (-1), nei superossidi (-1/2) e in OF2(+2)• I gruppo +1, II +2Il n° di ossidazione di elementi del è sempre del sempre• F -1, Al +3 Zn +2Il n° di ossidazione in stato combinato di è sempre di e diMolti elementi sono ricavabili quindi per differenza; ad esempio in K2Cr2O7 il n° di ossidazione diCr è 2 x (+1) + 7 x (-2) + 2 x (n(Cr)) = 0, da cui n(Cr) = +6Bilanciamento di reazioni redoxLe reazioni redox sono reazioni in cui alcuni elementivariano il loro n° di ossidazione:Occorre valutare la variazione del n° di ossidazione degli elementi coinvolti che si ossidano e siriducono, quindi determinare un minimo comune multiplo tale che lasomma degli elettroni persi dall’elemento

• Il solfato di bario (BaSO₄) reagisce con l'elemento carbonio (C) per dare del solfuro di bario (BaS) e il monossido di carbonio (CO).
• Il bario ha numero di ossidazione +2, zolfo +6 e ossigeno -2: ci sono 4 atomi di ossigeno, ognuno dei quali cattura due cariche elettroniche (-2x4=8, di cui 2 derivano dal bario e 6 dallo zolfo).
• Il carbonio elementare (normalmente la grafite) ha numero di ossidazione 0 (non perde e non vince elettroni).
• Il solfuro di bario (BaS) è uno ione formula inizialmente neutro, non c'è carica, quindi se il bario continua ad essere +2, lo zolfo dovrà per forza essere -2 e quindi ha modificato il suo numero di ossidazione.

diossidazione

Se lo zolfo ha conquistato o perso degli elettroni, qualche altro elemento avrà perso o conquistato complementare te quegli elettroni: carbonio che era 0 carbonio elementare, diventa monossido di carbonio con carbonio che diventa +2 poiché l'ossigeno è -2—> siamo di fronte ad una reazione redox che esprime che un elemento si sta riducendo (zolfo che cattura elettroni) e l'altro elemento si sta ossidando (carbonio che perde elettroni)

Per bilanciare questa reazione vale sempre il principio della conservazione della massa e della carica: elettroni persi o acquisiti derivano da altri elementi e vanno dunque pareggiati.

Applico il minimo comune multiplo (-8 e +2 = moltiplico per 4 l'elemento carbonio)—> Il risultato è dunque BaSO +4C —> BaS + 4CO