REAZIONI CHIMICHE
Trasformazioni materia
Trasformazioni
fisiche (reversibili)
È una trasformazione
che
non
produce
nuove sostanze
Es. l’acqua in freezer
diventa giaccio, poi messo
al caldo il ghiaccio ritorna
acqua
Trasformazioni chimiche
(irreversibili)
È una trasformazione che
produce nuove sostanze
(sostanze di partenza = reagenti;
sostanze finali = prodotti)
Es. se brucio della benzina
ottengo anidride carbonica,
dall’anidride carbonica non
posso tornare alla benzina
Composti e elementi
SOSTANZE SEMPLICI
Una sostanza che non
può essere ulteriormente
scomposta
si
chiama
elemento
o
sostanza
semplice
es. oro, ferro, ossigeno,
rame, cioè tutti gli
elementi che troviamo
nella tavola periodica.
SOSTANZE COMPOSTE
Una sostanza che
può
essere
scomposta
in
sostanze più semplici si
chiama sostanza composta
Un
composto
può
essere
scomposto fornendogli energia
(calore, energia elettrica), es.
l’acqua per elettrolisi
2H2O = 2H2 + O2
Composti e elementi
SOSTANZE COMPOSTE
Elettrolisi dell’acqua
H2O
(liquido)
+ energia elettrica
IDROGENO (gas) + OSSIGENO (gas)
Idrogeno e ossigeno non possono essere
ulteriormente scomposti quindi sono degli elementi
Composti e elementi
SOSTANZE SEMPLICI O ELEMENTI
L’ossigeno che respiriamo, il ferro, l’idrogeno,
ecc. sono formati da atomi tutti uguali
Se sono ulteriormente scomposti rimangono
ossigeno, ferro, idrogeno (atomico).
H2 idrogeno molecolare
Molecole
Molecola: è la parte più piccola di ogni
sostanza che ne mantiene tutte le proprietà
SOSTANZE SEMPLICI
o ELEMENTI
Formate da molecole
con atomi tutti
uguali
SOSTANZE COMPOSTE
o COMPOSTI
Formate da molecole
con atomi di tipo
diverso
Molecole
Molecola: In natura esistono 92 elementi la cui
combinazione origina tutte le sostanze esistenti
Ci sono delle regole nella formazione
dei composti:
Solo certi atomi
possono unirsi tra
loro
Gli atomi si
combinano secondo
rapporti fissi
Es. nell’acqua (H2O) ossigeno e idrogeno si uniscono in rapporto 1 a 2. Invece
nell’acqua ossigenata H2O2 ossigeno e idrogeno si uniscono in rapporto 2 a 2,
cioè 1 a 1.
Nell’ossigeno che respiriamo la molecola è sempre formata da due atomi di
ossigeno uniti.
Simboli
I chimici rappresentano gli elementi chimici con
dei simboli: simboli chimici
I simboli sono spesso formati dalla prima lettera (maiuscola)
del nome latino dell’elemento. A volte c’è anche una seconda
lettera (minuscola)
O (ossigeno)
Ca (calcio)
K
Na (sodio)
(potassio)
Formule
I chimici rappresentano le molecole con delle
formule
La formula è costituita dai simboli degli atomi costituenti
affiancato da un numero, scritto in basso a destra, che indica
il numero di atomi di quel tipo presenti nella molecola.
Molecola di CO2 (anidride carbonica)
ha 1 atomo di carbonio legato a 2 atomi di ossigeno
Legge di Lavoisier
In una reazione chimica le sostanze che
reagiscono si chiamano reagenti, le sostanze che
si ottengono si chiamano prodotti.
Legge di Lavoisier: in ogni reazione chimica la somma delle
masse dei reagenti e uguale a quella dei prodotti di reazione.
Legge di Lavoisier:
naturalmente 1,57 g di
solfuro di ferro
contengono 1 g di ferro
e 0,57 g di zolfo.
Bilanciare una reazione
Bilanciare una reazione significa fare in modo che
rispetti la legge di Lavoisier.
Esempio la combustione del metano:
CH4 + O2 = H2O + CO2
Come si vede la reazione scritta sopra non rispetta la legge di
Lavoisier, perché, ad es., ci sono 4 atomi di idrogeno tra i
reagenti e 2 tra i prodotti.
Bilanciare una reazione
La reazione bilanciata è:
CH4 + 2O2 = 2H2O + CO2
+
=
+
Ossidazioni
Una reazione che consuma ossigeno si dice di
ossidazione
È una reazione che avviene frequentemente quando una
sostanza è esposta all’aria (nell’aria è presente ossigeno).
Ad es. in presenza di aria e umidità si forma la ruggine del
ferro, che è l’idrossido di ferro. Le alterazioni degli alimenti
sono delle ossidazioni.
Combustione
Una reazione di ossidazione che avviene velocemente e con
produzione di molta energia (calore e luce) è la combustione
La combustione di sostanze di origine organica (idrocarburi,
legna, carbone, paglia, ecc.) produce sempre anidride
carbonica, acqua e energia.
Es. combustione del propano
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
OSSIDI
Gli ossidi derivano dalla reazione di un
metallo con l’ossigeno
Esempi
Ca + O  CaO (ossido di calcio o calce viva)
Cu + O  CuO (ossido di rame)
2Na + O  Na2O (ossido di sodio)
quindi:
METALLO + OSSIGENO  OSSIDO
IDROSSIDI (BASI)
Gli idrossidi derivano dalla reazione di un
ossido con l’acqua
Esempi
CaO + H2O  Ca(OH)2 (idrossido di calcio)
NaO + H2O  2NaOH (idrossido di sodio)
FeO + H2O  Fe(OH)2 (idrossido di ferro)
quindi:
OSSIDO + ACQUA  IDROSSIDO O BASE
ANIDRIDE
Le anidridi derivano dalla reazione di un non
metallo con l’ossigeno
Esempi
C + O2  CO2 (anidride carbonica)
S + O2  SO2 (anidride solforosa)
2S + 3O2  2SO3 (anidride solforica)
quindi:
NON METALLO + OSSIGENO  ANIDRIDE
ACIDI
Gli acidi derivano dalla reazione di un’anidride
con l’acqua
Esempi
CO2 + H2O  H2CO3 (acido carbonico)
SO2 + H2O  H2SO3 (acido solforoso)
SO3 + H2O  H2SO4 (acido solforico)
quindi:
ANIDRIDE + ACQUA  ACIDO
pH
Per misurare la forza di un acido o di una base o
per distinguere una base da un acido si usa il pH
Se il pH ha valori maggiori di 7, fino a 14, la sostanza è una
base, se ha valori tra 0 e 7 ho un acido; se pH = 7 la sostanza
è neutra.
0 <pH< 7
pH = 7
7 <pH< 14
Quindi:
 acido
 neutro
 base
Misurare il pH
Per misurare il pH di una sostanza si usano degli
strumenti detti pH-metri o della sostanze dette
indicatori.
Un indicatore semplice è la cartina tornasole (distingue solo
se una sostanza è acida, colore rosso, neutra, il colore non
cambia, o basica, il colore diventa azzurro).
Un indicatore più preciso è l’indicatore universale, con il
quale, in base al colore, si riesca a misurare anche il pH.
Sali (neutralizzazione)
Se faccio reagire un acido e una base si ottengono
un sale e acqua (reazione di neutralizzazione).
Nella reazione di una soluzione di acido cloridrico (HCl) con
una soluzione di idrossido di sodio (NaOH) si ottiene una
soluzione di acqua e sale da cucina con pH neutro, se i due
componenti sono perfettamente bilanciati. I Sali hanno il
tipico gusto salato.
Sostanze organiche
Le sostanze organiche hanno la caratteristica di
contenere atomi di carbonio.
Le sostanze organiche sono le sostanze con molecole a
base di carbonio (eccetto il monossido di carbonio,
l’anidride carbonica, l’acido carbonico e i carbonati)
Nelle molecole organiche si trovano anche
atomi di ossigeno, idrogeno e, in minor
misura, azoto, zolfo, fosforo, ecc..
Gli atomi di carbonio riescono ad unirsi in
catene più o meno lunghe e per questo
motivo hanno dimensioni più grandi delle
inorganiche.
Reazioni esotermiche ed endotermiche
Reazioni:
esotermiche,
endotermiche,
se liberano energia
se assorbono energia
dall’ambiente
(sensazione di freddo)
Respirazione
cellulare,
combustioni, ecc..
Reazione della
fotosintesi.
Reazioni esotermiche ed endotermiche
Attenzione a non confondere l’energia di attivazione di
una reazione con il fatto che sia esotermica
La reazione di combustione è esotermica ma la si deve
avviare con un fiammifero.
Il nitrato d’ammonio è un composto chimico (sale dell’ammoniaca
con l’acido nitrico). La sua formula chimica è NH4NO3. Reagisce
endotermicamente con l’acqua, il che lo rende il componente
attivo del «ghiaccio istantaneo», per uso medico o sportivo.