Le reazioni
chimiche:
aspetti ponderali
Le trasformazioni chimiche sono dette anche reazioni e
richiedono un preciso linguaggio.
In particolare, le sostanze presenti all’inizio vengono
chiamate reagenti, mentre le nuove che si formano prodotti.
Bilanciamento
Bilanciamento
Bilanciamo prima l’ossigeno trovando il m.c.m.
Ora bilanciamo l’alluminio
Aspetti ponderali delle reazioni chimiche
Gli stessi coefficienti usati in termini di molecole valgono se la
reazione viene espressa in termini di moli e ciò consente al chimico di
passare da quantità microscopiche non misurabili a quantità
macroscopiche che è possibile pesare (dai grammi alle tonnellate).
La branca della chimica che si occupa delle relazioni quantitative tra
reagenti e prodotti prende il nome di stechiometria.
Aspetti ponderali delle reazioni chimiche
Ragionare per moli ci consente di fare delle previsioni sulle quantità di
composto che si ottengono da una reazione o sulle quantità di
reagenti che occorre utilizzare per ottenere una determinata quantità
di composto.
Classificazione delle reazioni chimiche
Si distinguono 4 tipi di reazioni chimiche:
• Sintesi
• Decomposizione
• Scambio/sostituzione
• Doppio scambio
Reazioni di sintesi
Sono le reazioni che portano alla formazione di ossidi, idruri, idrossidi
e ossiacidi.
Reazioni di sintesi
Reazioni di sintesi
https://www.youtube.com/wat
ch?v=r5EK1ji88JA
Reazioni di decomposizione
Possono essere considerate l’inverso delle
avvengono in genere per effetto del calore.
reazioni
di
sintesi
ed
Reazioni di decomposizione
Es. decomposizione H2O2
Reazioni di scambio/sostituzione
Sono reazioni in cui un elemento appartenente a una molecola viene
sostituito da un altro.
Si utilizzano in genere per ottenere i metalli o non metalli liberi.
Reazioni di scambio/sostituzione
Reazioni di doppio scambio
Sono reazioni in cui si verifica uno scambio di elementi tra due
molecole diverse.
Possono essere accompagnate da:
• formazione di gas
http://auladigitale.rizzolieducation.it/auladigitale/document_filter/4115/42/2332395/contenuti/interactive/videoesperienze/formazione_gas/player.htm
• formazione di precipitati
http://auladigitale.rizzolieducation.it/auladigitale/document_filter/4115/42/2332395/contenuti/interactive/videoesperienze/formazione_precipitato/player.htm
• formazione di H2O
Reazioni di doppio scambio
Reazioni di doppio scambio
Le reazioni
chimiche:
aspetti energetici
Gli scambi di energia
La scienza che studia gli scambi di calore che avvengono durante le
reazioni chimiche tra un sistema e l’ambiente prende il nome di
TERMOCHIMICA (una branca della termodinamica).
Ma cosa si intende per sistema e ambiente?
Gli scambi di energia
La scienza che studia gli scambi di calore che avvengono durante le
reazioni chimiche tra un sistema e l’ambiente prende il nome di
TERMOCHIMICA (una branca della termodinamica).
Ma cosa si intende per sistema e ambiente?
Gli scambi di energia
Un sistema è l’oggetto del nostro studio, ad es. un contenitore (con le sostanze
in esso presenti) nel caso di una reazione chimica, mentre l’ambiente è tutto ciò
che lo circonda.
In base alle interazioni che possono stabilirsi con l’ambiente un sistema può essere
definito:
ISOLATO
CHIUSO
APERTO
Gli scambi di energia
Dal punto di vista degli scambi di calore, si possono avere 3 tipi di reazioni
chimiche:
ESOTERMICHE
ENDOTERMICHE
TERMONEUTRALI
http://auladigitale.rizzolieducation.
it/auladigitale/document_filter/41
15/42/2332395/contenuti/interacti
ve/videoesperienze/emissione_cal
ore/player.htm
La velocità di reazione
La velocità di reazione
La velocità di una reazione si può calcolare misurando, in un certo intervallo di
tempo, come varia la concentrazione dei reagenti o dei prodotti.
Es.
A + B C + D
v = ∆C/∆t
La velocità di una reazione è influenzata da diversi fattori:
1.
2.
3.
4.
5.
natura dei reagenti
stato fisico
concentrazione dei reagenti
temperatura
presenza di catalizzatori
https://www.youtube.com/watch?v=6a4G85J4R7Y
Reversibilità delle reazioni
Se una reazione giunge a compimento e quindi non vi è alcuna traccia dei reagenti
precedenti, ma solo dei prodotti, questa è detta reazione completa o irreversibile.
A + B
C + D
In natura però, molte reazioni sono reversibili, possono cioè avvenire anche in
senso contrario:
C + D
A + B
Una reazione di questo tipo si rappresenta con due frecce di verso opposto:
A + B
C + D
Reversibilità delle reazioni
Un esempio di reazione reversibile è:
H2 + I 2
2HI
L’equilibrio chimico
H2 + I 2
2HI
Tempo t1 (inizio della reazione):
• [reagenti] = max
• [prodotti] = 0
• v1 = max
• v2 = 0
Quando la reazione procede comincia a formarsi HI che inizia a dar luogo alla
reazione inversa per cui al tempo t2:
• [reagenti] = ↓
• [prodotti] = ↑
• v1 = ↓
• v2 = ↑
L’equilibrio chimico
H2 + I 2
2HI
Al tempo t3:
• v1 = v 2
• [reagenti] = cost
• [prodotti] = cost
Si dice che il sistema ha raggiunto l’equilibrio dinamico quando la velocità del
processo diretto uguaglia la velocità del processo inverso.
Poiché la velocità di una reazione non dipende esclusivamente dalle
[reagenti/prodotti], non è detto che all’equilibrio le due concentrazioni siano
uguali, ma ci possono essere vari casi.
La costante di equilibrio
H2 + I 2
2HI
Grazie a numerosi esperimenti, 2 scienziati norvegesi formularono la legge
dell’equilibrio chimico, nota come legge dell’azione di massa.
La costante di equilibrio
H2 + I 2
2HI
Keq = 49,7
• Keq molto grande reazione spostata a destra (verso i prodotti)
• Keq = 1 all’equilibrio [reagenti] = [prodotti]
• Keq molto piccola reazione spostata a sinistra (verso i reagenti)
