Date post: | 02-May-2015 |
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Cap. 7 I fenomeni chimici
Contenuti
Reazioni chimiche Equazioni e leggi chimiche
Reazioni chimiche Gli atomi hanno un'attività chimica
che è una misura della tendenza che essi hanno a combinarsi con altri atomi
Queste combinazioni formano i fenomeni chimici
Quando due elementi si uniscono per formare un composto questo possiede proprietà diverse da quelle degli atomi di partenza
Queste trasformazioni prendono il nome di reazioni chimiche
La Reazione chimica è un fenomeno chimico per il quale alcune sostanze, dette reagenti, si combinano fra loro formando altre sostenze dette prodotti
L'acqua è un composto che deriva dalla combinazione di due elementi idrogeno e ossigeno
Reagenti e prodottiPrima della formazione dell’acqua avevamo:
Molecole di idrogeno
Molecole di ossigeno
Queste sono le sostanze di partenza e sono dette reagenti
Affinché si formi l’acqua i legami di queste molecole devono essere rotti
A questo punto possono formarsi
Molecole di acqua
Si è formata una nuova sostanza detta prodotto
della reazione
L'anidride solforosa è un composto
che deriva dalla combinazione
dell'ossigeno con lo zolfo
Il solfuro di ferro deriva dalla
combinazione di ferro e zolfo
Acqua e anidride carbonica si formano
per combustione del metano
Il cloruro di sodio è un composto che si forma per reazione fra acido cloridrico e idrossido di sodio
Acido cloridrico Idrossido di sodio
Acqua
Cloruro di sodio
+
Reagenti Prodotti
Occorre ricordare che idrossido di sodio e cloruro di sodio sono composti ionici e le molecole qui rappresentate non corrispondono alla realtà
Una reazione chimica è un processo mediante il quale sostanze di partenza rompono i propri legami chimici per formarne altri originando nuove sostanze
Si definiscono reagenti le sostanze di partenza della reazione chimica
Si definiscono prodotti le sostanze che si formano quando la reazione chimica è avvenuta
Riassumendo
Equazioni e leggi chimiche
Fe
+S FeS
Un atomo di ferro reagisce con un atomo di zolfo per formare una molecola di solfuro di ferro
S O2 SO2
Un atomo di zolfo reagisce con una molecola di ossigeno per formare una molecola di anidride solforosa
+
H2O H2SO3
Una molecola di anidride solforosa reagisce con una molecola di acqua per formare una molecola di acido solforoso
Tutte queste reazioni possono essere rappresentate con le equazioni chimiche
Un'equazione chimica descrive una reazione ponendo in genere i reagenti con la loro formula molecolare a sinistra e i prodotti a destra con al centro una freccia che rappresenta il verso che segue la reazione
Fe + S FeS
S + O2 SO2
SO2 + H2O H2SO3
In tutte queste equazioni chimiche si può notare come il numero degli atomi presenti a sinistra sia esattamente uguale al numero degli atomi presenti a destra
Leggi della conservazione della massa o legge di Lavoisier
Legge delle proporzioni definite o legge di Proust
Legge delle proporzioni multiple o legge di Dalton
Legge della conservazione della massa
In una reazione chimica i reagenti mantengono inalterati massa e numero
Questo è alla base della legge fondamentale della chimica o legge di Lavoisier
In una qualsiasi reazione chimica la massa complessiva delle sostanze reagenti è uguale alla massa complessivadei prodotti della reazione
In una qualsiasi reazione chimica il numero complessivo degli atomi delle sostanze reagenti è uguale al numero complessivo di atomi dei prodotti della reazione
Nei reagenti abbiamo: CH4 (metano) 1 atomo di carbonio 4 atomi idrogeno 2O2 4 atomi di ossigeno
Nei prodotti abbiamo CO2 (anidrite carbonica) 1 atomo carbonio 2 atomi di ossigeno 2H2O 4 atomi idrogeno 2 atomi ossigeno
Una reazione di questo genere si dice bilanciata
CH4 + 2O
2 CO2
+ 2H2O
Consideriamo la seguente reazione
Osserviamo che essa non ubbidisce alla legge di Lavoisier; reagenti e prodotti non hanno lo stesso numero di atomi
Si dice che la reazione non è bilanciata
Posso prendere 2 Fe ma per avere 3 O dovrei prendere 1,5 O2 e ciò non è possibile
Debbo necessariamente raddoppiare il tutto e avere:
A questo punto la legge di Lavoisier è rispettata e l'equazione bilanciata
Fe + O2 Fe2O3
4Fe + 3O22Fe2O3
Ematite St Christophe-en-Oisans, Bourg d'Oisans, Isère, Rhône-Alpes, France
Legge delle proporzioni definite
In una qualsiasi reazione chimica i pesi delle sostande reagenti sono in trapporto costante
Consideriamo la seguente reazione:
Dalla tavola vediamo che il peso atomico di Al è 27 e O 16 perciò:
4 x 27g = 108 g Al; 3 x 16 x 2=96 g Da cui si ha che 108g Al reagiscono con 96g di O
per formare 204 g di Al2O3
Se uso 120 g di Al me ne avanzano 12 g
4 Al + 3O2 Al2O3
Al2O3 Corindone var RubinoKabol (Kabul) Province, Afghanistan
Corindone var Zaffiro Laach lake volcanic complex, Eifel Mts, Rhineland-Palatinate, Germany
Legge delle proporzioni multiple
Nel 1808 l’inglese John Dalton formula la legge delle proporzioni multiple
Quando due elementi si combinano fra loro secondo diversi rapporti di massa, le diverse quantità di uno che si combinano con la medesima quantità dell’altro hanno tra loro rapporti rappresentabili con numeri interi, generalmente piccoli
Un esempio è dato dalla reazione fra carbonio e ossigeno (combustione) che permette di ottenere due molecole dalle proprietà profondamente differenti, uno tossico e l’altro no.
1g C + 1,33g O → 2,33g CO (monossido di carbonio)
1g C + 2,66g O → 3,66g CO2 (biossido di carbonio)
L’ossigeno utilizzato per le due reazioni ha il seguente rapporto 1,33g : 2,66g = 1 : 2, ovvero numeri piccoli ed interi.