Reazioni chimiche - chimica inorganica

Reazioni

Una reazione è un processo per cui i reagenti vengono convertiti in prodotti, tramite la rottura/formazione di legami, secondo la legge di conservazione della materia. I coefficienti stechiometrici rappresentano il numero di molecole coinvolte e il bilanciamento serve per far coincidere gli atomi di destra con gli atomi di sinistra.

Classificazione delle reazioni

• Sintesi: il numero di molecole diminuisce a causa di processi associativi | A + B -> C (o AB)
• Dissociazione: si ha la rottura di legami | AB -> A + B
• Sostituzione: prevede sia la rottura, sia la formazione di legami | A-B + X -> A-X + B
• Doppio scambio: doppia reazione di sostituzione | A-B + X-Y -> A-X + B-Y

Queste 4 tipologie di reazione possono a loro volta essere suddivise in:

• Reazioni di ossidoriduzione (redox) -> reazioni in cui gli elementi cambiano il loro numero di ossidazione (N.O)
• Reazioni acido-base -> reazioni che non sono redox, ovvero i cui elementi non cambiano il loro N.O

Equazioni chimiche

La freccia indica la trasformazione dei reagenti nei prodotti; la freccia è doppia se la reazione è reversibile. Le reazioni si suddividono in:

• Irreversibili: procedono completamente verso la formazione di prodotti
• Reversibili: reazione diretta e reazione inversa concorrono fino a una situazione di equilibrio chimico

L’equazione deve essere bilanciata: i due membri dell’equazione devono avere lo stesso numero di atomi.

Regole di bilanciamento

• Scrivere l'equazione chimica con tutti i reagenti e tutti i prodotti.
• Aggiustare i coefficienti stechiometrici, dalla molecola più complessa a quella più semplice. Nel caso delle redox, aggiustare per primi i reagenti coinvolti nello scambio elettronico.
• Il coefficiente stechiometrico opera su tutti gli atomi della formula.
• Le formule chimiche non devono essere modificate.
• Non si possono aggiungere reagenti o prodotti.
• Bilanciare con i numeri interi più piccoli (eventuale semplificazione).
• Verificare il bilancio atomico.
• Specificare gli stati di aggregazione.

Reazioni di combustione

È una reazione esotermica di ossidazione -> coinvolge l’ossigeno. Solitamente bruciano le sostanze organiche:

• C -> CO (o CO₂ quando la combustione non è completa, quindi non c’è abbastanza O)
• H -> H₂O (sotto forma di vapore: si trova allo stato gassoso)
• N -> N₂
• S -> SO₂ (non SO₃)

Es 1: C₁₆H₂₅N₃O₈S + O₂  x CO₂ + x H₂O + x N₂ + x SO₂

>> 4 C₁₆H₂₅N₃O₈S + 77 O₂  64 CO₂ + 50 H₂O + 6 N₂ + 4 SO₂

Es. 2: C₉H₁₀O₃ + 10 O₂  …

>> C₉H₁₀O₃ + 10 O₂  9 CO₂ + 5 H₂O

Reazioni in soluzione acquosa

La maggior parte delle reazioni chimiche viene effettuata in soluzione acquosa perché il mescolamento dei reagenti in soluzione consente di realizzare lo stretto contatto tra atomi, ioni o molecole necessario a produrre la reazione. Sono accomunate dal solvente: H₂O | molte specie in H₂O si dissociano in ioni (per es. i sali)

• NaCl –> Na⁺(aq) + Cl^-(aq) –> si dissocia completamente in acqua ed è un elettrolita forte
• (s) –> ci sono alcune specie, come l’acido acetico (CH₃COOH)