2016 2017 http://192.146.242.139/biologia/it/docenti/francesco-isaia CCS Biologia CCS Scienze Geologiche Le reazioni chimiche Esercizi di preparazione all'esame: (dal testo consigliato Chimica di Kotz e al. IV Ed.) Cap 3. 1-6, 9-52
LE REAZIONI CHIMICHE In una reazione chimica una o più sostanze vengono trasformate in altre sostanze. Esempi: il ferro che si ossida (arruginisce) reazioni di combustione formazione di un precipitato, o di un gas,
Acidi e basi
ACIDI E BASI
ACIDI Una sostanza che in acqua libera ioni H 3 O + acido H 3 O +
Acidi forti e acidi deboli Alcuni acidi forti: HCl cloridrico H 2 SO 4 solforico HClO 4 perclorico HNO 3 nitrico Alcuni acidi deboli: CH 3 CO 2 H acetico HSO 4 solfato acido H 2 CO 3 carbonico H 3 PO 4 fosforico HF fluoridrico
ACIDI Gli ossidi dei nonmetalli (o anidridi) reagiscono con l acqua con formazione di acidi. CO 2 (aq) + H 2 O(liq) H 2 CO 3 (aq) SO 3 (aq) + H 2 O(liq) H 2 SO 4 (aq) Possono derivare dalla combustione del carbone e del petrolio.
BASI Una sostanza che in acqua forma ioni OH - NaOH (aq) Na + (aq) + OH- (aq)
L ammoniaca, NH 3 NH 3 (aq) + H 2 O = NH 4+ (aq) + OH (aq)
BASI Gli ossidi dei metalli possono reagire con l acqua con formazione di basi. CaO(s) + H 2 O(liq) Ca(OH) 2 (aq) CaO in acqua. L indicatore mostra che la soluzione è basica.
Reazioni Acido-base La driving force è la formazione di acqua. NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H 2 O(liq) Reazione ionica netta OH - (aq) + H 3 O + (aq) 2 H 2 O(aq) Si applica a tutte le reazioni di acidi e basi forti.
Equilibrio Chimico 21 Molte reazioni chimiche sono reversibili. L ammoniaca può essere prodotta dagli elementi N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) (sintesi) Ma NH 3 può decomporsi negli elementi 2 NH 3 (g) N 2 (g) + 3 H 2 (g) Nel processo di sintesi della NH 3, la reazione dopo un certo tempo raggiunge l equilibrio. N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) Le doppie frecce indicano la condizione di equilibrio 2009 Brooks/Cole - Cengage
Composti in Soluzione Acquosa - Solvatazione Molte reazioni coinvolgono composti ionici, specialmente le reazioni in acqua. KMnO 4 in acqua K + (aq) + MnO 4 - (aq)
Soluzioni Acquose Come verificare la presenza di ioni nelle soluzioni acquose? Le soluzioni ioniche (elettroliti) conducono l elettricità! HCl, MgCl 2, e NaCl sono elettroliti forti poichè sono dissociati completamente (o quasi) in ioni.
Soluzioni Acquose di elettroliti forti HCl, MgCl 2, ed NaCl sono elettroliti forti. Si dissociano quasi completamente in ioni.
Soluzioni Acquose di elettroliti deboli L acido acetico si ionizza solo in una piccola percentuale. E un elettrolita debole. CH 3 CO 2 H(aq) CH 3 CO 2 (aq) + H 3 O + (aq)
Soluzioni Acquose di non elettroliti Alcuni composti si sciolgono in acqua ma non conducono l elettricità. Sono chiamati non elettroliti. Esempi : zucchero, etanolo, glicol etilenico
REAZIONI REDOX 27 Reazioni che avvengono con trasferimento di elettroni (Batterie corrosione combustibili metallurgia) Corrosione dell alluminio 2 Al(s) + 3 Cu 2+ (aq) 2 Al 3+ (aq) + 3 Cu(s) 2009 Brooks/Cole - Cengage
REAZIONI REDOX sono caratterizzate da un trasferimento di elettroni tra un donatore ed un accettore di elettroni 28 Accettore di elettroni - specie che si riduce Cu(s) + 2 Ag + (aq) Cu 2+ (aq) + 2 Ag(s)! Donatore di elettroni - specie che si ossida Il trasferimento di elettroni comporta: 1. Un aumento del numero di ossidazione di qualche elemento - OSSIDAZIONE 2. Una diminuzione del numero di ossidazione di qualche elemento - RIDUZIONE
+1 La carica di Ioni comuni e numero di ossidazione +2-4 -3-2 -1 +3 g a s n o b il i 29 numero di ossidazione: "la carica che assumerebbe un elemento in un composto, se si assegnassero gli elettroni di legame all'elemento più elettronegativo".
Come assegnare i numeri di ossidazione 30 1. Allo stato elementare, ogni atomo ha n. ox. = 0 Zn O 2 I 2 Cu 2. Negli ioni semplici, n. ox. = carica dello ione. -1 per il Cl +2 per il Mg 2+
3. F ha n. ox. = 1 31 4. O ha n. ox. = 2 (nei perossidi e in H 2 O 2, O = 1) 5. H ha n. ox. = +1 (eccetto quando H è legato ad un metallo come in NaH (sodio idruro) dove è 1) 6. La somma algebrica dei n di ossidazione = 0 per un composto neutro = carica totale per uno ione
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Esempi di Reazioni Redox 33 Metallo + acido Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl 2 + H 2 (g) Cu + 4HNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O Ultima slide