Post on 28-Jan-2020
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3. Le Reazioni Chimiche• Equazioni Chimiche e Reazioni Chimiche
- il simbolismo delle reazioni chimiche- il bilanciamento delle equazioni chimiche
• Reazioni di Precipitazione- le soluzioni acquose- le reazioni tra le soluzioni di elettroliti forti
• Reazioni degli Acidi e delle Basi- gli acidi e le basi in soluzione acquosa- la neutralizzazione
• Reazioni Redox- ossidazione e riduzione- numero di ossidazione- ossidanti e riducenti- bilanciamento di reazioni redox semplici e complesse
Equazioni e Reazioni ChimicheLa REAZIONE CHIMICA rappresenta un cambiamento chimico.
REAGENTI PRODOTTIREAGENTI PRODOTTI
•Reazione Qualitativa22 HNaOHOHNa ++++→→→→++++
Equazioni e Reazioni Chimiche•Reazione Quantitativa.
LEGGE DELLA CONSERVAZIONE DI MASSA
Gli atomi non si possono né creare né distruggere, ma possono solo subire dei processi chimici. Tra reagenti e prodotti deve figurare lo stesso
numero di atomi dello stesso elemento.
2Na + 2H2O → 2NaOH + 1H2
COEFFICIENTI STECHIOMETRICI
EQUAZIONE CHIMICA bilanciata
2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)
SIMBOLI DI STATO
ESEMPIO: reazione della fotosintesi clorofilliana.
CO2(g) + H2O(l) + E → O2(g) + C6H12O6(s)
1. Cominciare bilanciando gli atomi dell�elemento presente nel minor numero di sostanze.
6CO2(g) + H2O(l) + E → O2(g) + C6H12O6(s)
2. Bilanciare come ultimo l�atomo dell�elemento che compare nel maggior numero di formule.
6CO2(g) + 6H2O(l) + E → O2(g) + C6H12O6(s)
6CO2(g) + 6H2O(l) + E → 6O2(g) + C6H12O6(s)
Il Bilanciamento delle Reazioni
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Se ci sono coefficienti frazionari, si moltiplica l�intera equazione per un fattore numerico.
Gli ioni poliatomici superano spesso la reazione intatti e possono essere bilanciati come entità individuali.
MAI ALTERARE I PEDICI DELLE FORMULE.
Le Soluzioni AcquoseDef. Una SOLUZIONE è una classe speciale di miscele omogenee costituita da un SOLUTO, ciò che è sciolto, e un SOLVENTE, ciò che scioglie.
SOSTANZA
SOLUBILE: è in grado di sciogliersi in un determinato solvente.
INSOLUBILE: non è in grado di sciogliersi in un determinato
solvente in maniera apprezzabile.
IONI MOLECOLE
Def. Chiamiamo SOLUZIONE ELETTROLITICA una soluzione in grado di condurre l�elettricità, quindi contenente ioni.
Le Soluzioni ElettroliticheDef. Chiamiamo SOLUZIONE ELETTROLITICA una soluzione in grado di condurre l�elettricità, quindi contenente ioni.
DISSOCIAZIONE
Cl-
Na+ H2O +Cl-
+-
+-
+-+
-
+-
+-
+-
+-+
-
+-
+- +
-Na+
IONIZZAZIONE
H ClH2O Cl-
+-
+-
+-+
-
+-
+-
+-
+-+
-
+-
+- +
-H+ ++-
+ -
+-
+-
+-
+-
Reazioni di PrecipitazioneDef. Chiamiamo ELETTROLITA FORTE un composto in grado di dissociarsi/ionizzarsi in maniera completa.Def. Chiamiamo ELETTROLITA DEBOLE un composto in grado di dissociarsi/ionizzarsi solo in maniera incompleta e in soluzione saranno presenti un certo numero di molecole
La REAZIONE DI PRECIPITAZIONE è quella nel corso della quale, all�atto del mescolamento di due soluzioni
elettrolitiche si forma un prodotto solido e insolubile.
AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq)
AgNO3(s) →→→→ O2H Ag+(aq) NaCl(s) →→→→ O2H Na+(aq) +Cl-(aq))aq(NO3−−−−++++
)aq(NO)aq(Na)s(AgCl)aq(Cl)aq(Na)aq(NO(aq)Ag 33−−−−++++−−−−++++−−−−++++ ++++++++→→→→++++++++++++
IONI SPETTATORI
)aq(NO)aq(Na)s(AgCl)aq(Cl)aq(Na)aq(NO(aq)Ag 33−−−−++++−−−−++++−−−−++++ ++++++++→→→→++++++++++++
Equazioni Ioniche
)s(AgCl)aq(Cl(aq)Ag →→→→++++ −−−−++++
Equazione Ionica Netta
AgNO3(s) →→→→ O2H Ag+(aq) NaCl(s) →→→→ O2H Na+(aq) +Cl-(aq))aq(NO3−−−−++++
Equazione Ionica Completa
Acidi e BasiDef. Definiamo ACIDO, secondo Arrhenius, un elettrolita che in acqua cede ioni H+, formando lo ione IDRONIO H3O+.
Def. Definiamo BASE, secondo Arrhenius, un elettrolita che in acqua cede ioni OH-, ioni OSSIDRILE.
)aq(Cl)aq(OH)l(OH)aq(HCl 32−−−−++++ ++++→→→→++++
)aq(OH)aq(NH)l(OH)aq(NH 423−−−−++++ ++++→→→→++++
)aq(OH)aq(Na)l(OH)aq(NaOH 2−−−−++++ ++++→→→→++++
ACIDI
FORTI
HCl
DEBOLI
CH3COOH
FORTI
NaOH
DEBOLI
NH3
BASI
ELETTROLITI
La Neutralizzazione
AcquaSaleBaseAcido ++++→→→→++++
La REAZIONE DI NEUTRALIZZAZIONE è quella nel corso della quale un ACIDO reagisce con una BASE producendo
un SALE e ACQUA
Composto Ionico che si forma dalla NEUTRALIZZAZIONE di un ACIDO con una BASE
)l(OH)aq(NaCl)aq(NaOH)aq(HCl 2++++→→→→++++EQUAZIONE IONICA COMPLETA
)l(OH)aq(Cl)aq(Na)aq(OH)aq(Na)aq(Cl)aq(H 2++++++++→→→→++++++++++++ −−−−++++−−−−++++−−−−++++
EQUAZIONE IONICA NETTA
)l(OH2)aq(OH)aq(OH 23 →→→→++++ −−−−++++
H2O
Ossidi Acidi (anidridi) e Ossidi Basici
NEUTRALIZZAZIONEACIDO + BASEACIDO + OSSIDO BASICOANIDRIDE + BASEANIDRIDE + OSSIDO BASICO
)l(OH2)aq(CONa)g(CO)aq(NaOH2)l(OH)aq(MgCl)aq(HCl2)s(MgO
2322
22
++++→→→→++++++++→→→→++++
Composti Anfoteri
(((( ))))[[[[ ]]]] )aq(OHAlNa2)l(OH3)s(OAl)aq(NaOH2)l(OH3)aq(AlCl2)aq(HCl6)s(OAl
4232
2332
→→→→++++++++++++→→→→++++
Ossidi dei Metalli)aq(OH2)aq(Ca)l(OH)s(CaO 2
2−−−−++++ ++++→→→→++++
Ossidi dei Non Metalli
)aq(POH4)l(OH6)s(OP)aq(SOH)l(OH)g(SO)aq(COH)l(OH)g(CO
432104
3222
3222
→→→→++++→→→→++++→→→→++++
Le Reazioni Redox
)s(MgO2)g(O)s(Mg2)l(OH2)g(COO2)g(CH
O6)s(OHC)l(OH6)g(CO6
2
2224
2612622
→→→→++++++++→→→→++++
++++→→→→++++
La peculiarità delle REAZIONI DI OSSIDORIDUZIONE è il trasferimento di elettroni da una specie ad un�altra.
)s(MgCl come )s(Cl2)s(Mg)g(Cl)s(Mg 22
2−−−−++++ ++++→→→→++++
OSSIDAZIONE È LA CESSIONE DI ELETTRONI
−−−−++++ ++++→→→→ e2)s(Mg)s(Mg 2
RIDUZIONE È L�ACQUISTO DI ELETTRONI
)s(Cl2e2)g(Cl2−−−−−−−− →→→→++++
Ad ogni specie chimica è assegnato un NUMERO di OSSIDAZIONE per facilitare il computo degli elettroni.
Il numero di ossidazione di un atomo è un numero convenzionale che corrisponde al numero di elettroni che l�atomo acquista, cede o mette
in comune per formare legami con altri atomi.
Il Numero di Ossidazione1. Il numero di ossidazione di un elemento non combinato con altri è
ZERO (Cl2, H2, Fe elementare, etc.).2. La somma dei numeri di ossidazione degli atomi costituenti una data
specie è uguale alla carica totale.3. Il numero di ossidazione dell�idrogeno combinato con i NON METALLI
è +1; nelle combinazioni con i METALLI esso è -1.4. Nella maggior parte dei suoi composti l�ossigeno presenta numero di
ossidazione -2. Nei perossidi, con legame O O, il numero di ossidazione è -1.
5. Il numero di ossidazione degli alogeni è -1. Se sono combinato con l�ossigeno o con un altro alogeno più in alto nel gruppo, possono assumere numero di ossidazione positivo. Il numero di ossidazione del fluoro è sempre -1.
ESEMPIO. SO2 N.O.(O) = -2; N.O.(S) = ? = xx + 2·(-2) = 0, per la regola 2. x = N.O.(S) = 4
L�OSSIDAZIONE corrisponde a un AUMENTO del NUMERO DI OSSIDAZIONE.
La RIDUZIONE corrisponde a una DIMINUZIONE del NUMERO DI OSSIDAZIONE.
Ossidanti e Riducenti
)s(MgCl)g(Cl)s(Mg 22 →→→→++++
Nelle REAZIONI DI OSSIDORIDUZIONE si ha il trasferimento di elettroni da una specie ad un�altra.
2e-
−−−−++++ ++++→→→→ e2)s(Mg)s(Mg 2 IL MAGNESIO È UNA SPECIE RIDUCENTE
Gli elettroni passano dalla specie riducente alla specie che si riduce
Il riducente è la specie che si ossida
)s(Cl2e2)g(Cl2−−−−−−−− →→→→++++ IL CLORO È UNA SPECIE OSSIDANTE
Gli elettroni passano dalla specie che si ossida alla specie ossidante
L�ossidante è la specie che si riduce
Ossidanti e Riducenti)s(MgCl)g(Cl)s(Mg 22 →→→→++++
Nelle reazioni REDOX devono comparire sempre la specie che si OSSIDA e la specie che si RIDUCE
−−−−++++ ++++→→→→ e2)s(Mg)s(Mg 2
IL MAGNESIO SI OSSIDA
Il numero di ossidazione aumenta
IL MAGNESIO È UNA SPECIE RIDUCENTE
)s(Cl2e2)g(Cl2−−−−−−−− →→→→++++
IL CLORO SI RIDUCE
Il numero di ossidazione diminuisce
IL CLORO È UNA SPECIE OSSIDANTE
2e-
Reazioni Redox Semplici)l(OH)g(Cl)g(O)aq(HCl 222 ++++→→→→++++
)l(OH)g(Cl)g(O)aq(ClH2
2
1
2
0
2
011 −−−−++++−−−−++++
++++→→→→++++Assegniamo i NUMERI di OSSIDAZIONE
−−−−−−−−
−−−−−−−−
→→→→++++++++→→→→
22
2
O2e4Oe2ClCl2 x2
4 HCl(aq) + O2(g) → 2 Cl2(g) + 2 H2O(l)
Reazioni Redox ComplesseGli ioni permanganato, reagiscono in soluzione acida con l�acido ossalico, dando origine a ioni manganese (II) e anidride carbonica.
−−−−4MnO
422 OCH)g(CO)aq(Mn)aq(OCH)aq(MnO 2
24224 ++++→→→→++++ ++++−−−−
)g(OC)aq(Mn)aq(OCH)aq(OMn 2
42
4
3
224
7 ++++++++
++++−−−−
++++
++++→→→→++++1. Si formulano le equazioni scheletro
++++−−−− →→→→ 24 MnMnO
2422 CO2OCH →→→→
2. Si bilanciano gli atomi di O con H2OOH4MnMnO 22
4 ++++→→→→ ++++−−−−
2422 CO2OCH →→→→
3. Quindi gli atomi di H con ioni H+ ai due membri
OH4MnH8MnO 22
4 ++++→→→→++++ ++++++++−−−−
++++++++→→→→ H2CO2OCH 2422
4. Si bilancia la carica elettricaOH4Mne5H8MnO 2
24 ++++→→→→++++++++ ++++−−−−++++−−−−
−−−−++++ ++++++++→→→→ e2H2CO2OCH 2422
OH8Mn2e10H16MnO2 22
4 ++++→→→→++++++++ ++++−−−−++++−−−−
−−−−++++ ++++++++→→→→ e10H10CO10OCH5 2422
2x5x
SOMMA
)aq(H6)aq(OCH5)aq(MnO2 4224++++−−−− ++++++++
)l(OH8)aq(CO10)aq(Mn2 222 ++++++++→→→→ ++++
Reazioni Redox ComplesseGli ioni permanganato, ossidano gli ioni bromuro in ambiente basico, per dare solido e ioni bromato
−−−−4MnO
2MnO −−−−3BrO
−−−−++++++++
−−−−−−−−++++
++++→→→→++++ 3
5
2
4
4
7
OBrOMnBrOMn
−−−−−−−−−−−− ++++→→→→++++ 324 BrOMnOBrMnO
2. Si bilanciano gli atomi di O con H2OOH2MnOMnO 224 ++++→→→→−−−−
−−−−−−−− →→→→++++ 32 BrOOH3Br
1. Si formulano le equazioni scheletro24 MnOMnO →→→→−−−−
−−−−−−−− →→→→ 3BrOBr
3. Si bilancia ogni atomo di H aggiungendo una molecola di H2O dove occorre idrogeno e uno ione OH- al membro opposto
−−−−−−−− ++++++++→→→→++++ OH4OH2MnOOH4MnO 2224OH6BrOOH6OH3Br 232 ++++→→→→++++++++ −−−−−−−−−−−−
−−−−−−−− ++++→→→→++++ OH4MnOOH2MnO 224OH3BrOOH6Br 23 ++++→→→→++++ −−−−−−−−−−−−
4. Si bilancia la carica elettrica−−−−−−−−−−−− ++++→→→→++++++++ OH4MnOe3OH2MnO 224
−−−−−−−−−−−−−−−− ++++++++→→→→++++ e6OH3BrOOH6Br 23
2x
−−−−−−−−−−−− ++++→→→→++++++++ OH8MnO2e6OH4MnO2 224−−−−−−−−−−−−−−−− ++++++++→→→→++++ e6OH3BrOOH6Br 23
SOMMA
→→→→++++++++ −−−−−−−− )l(OH)aq(Br)aq(MnO2 24
)aq(OH8)aq(BrO)s(MnO2 32−−−−−−−− ++++++++
Cancelliamo specie eccedenti