Chimica Generale. Reazioni Chimiche. Reazioni Chimiche

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2 Una reazione chimica è un processo in cui avviene un cambiamento chimico di uno o più composti, detti reagenti, che vengono convertiti in una nuova serie di composti detti prodotti. Spesso le reazioni sono accompagnate da una variazione di proprietà fisiche quali Variazione di colore Formazione di un solido (precipitato) in una soluzione limpida Svolgimento di gas Svolgimento o assorbimento di calore

3 Variazione di colore Formazione di un precipitato Cl 2 fatto gorgogliare in I - diluito (NH 4 ) 2 S e Cd(NO 3 )

4 Svolgimento di gas Svolgimento di calore Alluminio e acido cloridrico Potassio e Acqua

5 Rappresentiamo schematicamente le reazioni chimiche in modo conciso e simbolico attraverso le equazioni chimiche. Un equazione chimica è costituita da due membri separati da una freccia ( ). In caso di reazioni di equilibrio si usa una doppia freccia ( ). Reagente1 + Reagente2 Prodotto1 + Prodotto2 Informazione qualitativa Informazione quantitativa Nell equazione chimica i reagenti ed i prodotti vengo scritti sotto forma di simboli chimici se sono elementi oppure con formule se sono specie molecolari.

6 Prendiamo, ad esempio, la reazione del potassio con l acqua. Possiamo rappresentare schematicamente la reazione con l opportuna equazione: Potassio + Acqua Idrossido di potassio + Idrogeno Simboli e Formule K + H 2 O KOH + H 2 Equazione Scheletro L equazione scheletro è un riepilogo qualitativo della reazione chimica. Affinché un equazione chimica abbia anche un significato quantitativo dobbiamo bilanciare l equazione scheletro.

7 Per bilanciare un equazione chimica seguente schema: non di ossidoriduzione è utile seguire il a) Scrivere l equazione scheletro in base ai reagenti e ai prodotti che si formano b) Bilanciare l equazione sulla base del principio di conservazione delle masse. Non esiste un punto di partenza privilegiato per bilanciare le equazioni chimiche mediante il metodo del bilanciamento per verifica però alcuni suggerimenti possono essere utili.

8 Reazioni in Acqua In Soluzioni Acquose

9 Reazioni in Acqua δ - δ + H O H δ + Molecola con momento di dipolo NaCl (s) + H 2 O (l) Na+ (aq) + Cl - (aq)

10 Reazioni in Acqua Reazioni Acido-Basi 2HCl (aq) + Ba(OH) 2(aq) BaCl 2(aq) + 2H 2 O Equazione Molecolare 2H+ (aq) + 2Cl - (aq) + Ba2+ (aq) + 2OH- (aq) Ba 2+ (aq) + 2Cl - (aq) + 2H 2 O Equazione Ionica 2H + (aq) + 2OH- (aq) 2H 2 O Equazione Ionica netta

11 Reazioni in Acqua Se dalla miscela di reazione 2HCl (aq) + Ba(OH) 2(aq) BaCl 2(aq) + 2H 2 O facciamo evaporare acqua otteniamo il composto ionico BaCl 2. Un composto ionico derivante da un acido e da una base è detto sale HX (aq aq) + M(OH) (aq aq) MX (aq aq) + H 2 O acido base sale 3H 2 SO 4(aq) + 2Fe(OH) 3(s) Fe 2 (SO) 3(aq) + 6H 2 O

12 Reazioni in Acqua Sali e Composti Ionici Non tutti i composti ionici si dissociano completamente in soluzione acquosa: Na 2 SO 4(s) H 2 O 2Na + (aq) + SO 4 2- (aq) PbS (s) Pb 2+ (aq) + S 2- (aq)

13 Reazioni in Acqua Tabella 1: Composti Ionici in Acqua Composti solubili Composti degli elementi del I Gruppo Composti contenenti lo ione NH 4 + Composti insolubili Carbonati (CO 3 2- ) cromati (CrO 4 2- ), ossalati (C 2 O 4 2- ) e fosfati (PO 4 3- ) tranne quelli del I Gruppo ed NH 4 + Cloruri, bromuri e ioduri tranne quelli di Ag +, Hg 2 2+, Pb 2+ (PbCl 2 leggermente solubile) Solfuri (S 2- ) eccettuati quelli degli elementi del I, II Gruppo e NH 4 + Nitrati, acetati clorati e perclorati Solfati tranne quelli di Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+, Pb 2+, Hg 2 2+, Ag + Idrossidi (OH - ) e ossidi eccettuati quelli degli elementi del I e II Gruppo

14 Reazioni in Acqua Reazioni di Precipitazione Supponiamo di mescolare una soluzione acquosa di NaI e Pb(NO 3 ) 2, cosa succede nel nostro recipiente? NaI (aq) + Pb(NO 3 ) 2(aq) H 2 O?

15 H 2 O 2AgNO 3(aq) + Na 2 CrO 4(aq) Ag 2 CrO 4(s) + 2NaNO 3(aq) Nelle reazioni di precipitazione due composti ionici solubili in acqua reagiscono per formare un prodotto insolubile.

16 Come prevedere se una reazione è una reazione di precipitazione? 1) Notare gli ioni presenti nei reagenti 2) Considerare le possibili combinazioni catione-anione 3) Decidere se qualcuna delle combinazione si riferisce a composti ionici insolubili (Aiutandosi con la Tabella 1). 2AgNO 3(aq) + Na 2 CrO 4(aq) H 2 O Ag 2 CrO 4(s) + 2NaNO 3(aq) 2Ag + + 2NO 3 - (aq) + 2Na + + CrO 4 2- (aq) H 2 O Ag 2 CrO 4(s) + 2Na + + 2NO 3 - (aq) 2NaI (aq) + Pb(NO 3 ) 2(aq) H 2 O 2NaNO 3(aq) + PbI 2(s) Queste reazioni sono anche dette reazioni di doppio scambio.