Reazioni chimiche: differenze tra le versioni

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== Come scrivere una reazione chimica ==
 
Grazie all'introduzione delle formule chimiche e del concetto di mole è possibile scrivere una reazione chimica in maniera tale da avere una completa descrizione della composizione e delle quantità di reagenti e prodotti. Una reazione chimica viene scritta nel seguente modo:
 
Si consideri la reazione di ''decomposizione della nitroglicerina'':
 
<math>4 \ C_3H_5N_3O_{9 (l)} \rightarrow 12 \ CO_{2 (g)} \uparrow + 10 \ H_2O_{(g)} \uparrow + 6 \ N_{2 (g)} \uparrow + O_{2 (g)} \uparrow</math>
 
Da '''4 molecole''' di nitroglicerina si ottengono '''12 molecole''' di anidride carbonica, '''10 molecole''' di acqua, '''6 molecole''' di azoto e '''1 molecola''' di ossigeno.
| '''Lo sapevi?''' La nitroglicerina fu scoperta e sintetizzata nel 1847 da Ascanio Sobrero, chimico e medico italiano. La nitroglicerina fu successivamente studiata da Alfred Nobel che la utilizzò per produrre la dinamite. Ascanio Sobrero ne studiò gli utilizzi in campo medico come vasodilatatore sanguigno.
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| '''Lo sapevi?''' L'acqua regia fu scoperta nell'VIII secolo d.C. dall'alchimista Jabir ibn Hayyan. L'acqua regia deve il suo nome alla sua capacità di sciogliere metalli nobili come l'oro, chiamato dagli alchimistia appunto "il re dei metalli", il platino e il palladio.
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== Classificazione delle reazioni chimiche ==
 
[[File:Chemical reactions.svg|thumb|upright=2.3]]
 
In una reazione chimica i numeri di ossidazione delle specie in gioco possono variare o rimanere invariate. Nel primo caso si parlerà di '''reazioni di ossidoriduzione''' che verranno ampiamente trattate nella successiva lezione. Oltre a questa classificazione, le reazioni possono essere raggruppate in quattro categorie: sintesi, decomposizione, scambio semplice e doppio scambio<ref>Si noti, dunque, che anche le reazioni di ossidoriduzione possono essere classificate in reazioni di sintesi, decomposizione, scambio, doppio scambio.</ref>.
 
=== Reazioni di sintesi ===
 
Le reazioni di sintesi portano la trasformazione di due o più reagenti in un unico prodotto.
 
 
{| class="wikitable" style="background-color:#FFB000;"
| '''Lo sapevi?''' Quali applicazioni pratiche trova la sintesi dell'acqua? La risposta a questa domanda sarà data nella parte riguardante le pile.
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=== Reazioni di decomposizione ===
 
Si ha una reazione di decomposizione quando una solo reagente porta alla produzione di più prodotti. Si tratta nella maggior parte dei casi di reazioni a decorso violento, ovvero di reazioni che portano a esplosioni o simili.
 
| colore = #80B0FF
}}
La reazione di decomposizione della nitroglicerina: <math>4 \ C_3H_5N_3O_{9 (l)} \rightarrow 12 \ CO_{2 (g)} \uparrow + 10 \ H_2O_{(g)} \uparrow + 6 \ N_{2 (g)} \uparrow + O_{2 (g)} \uparrow</math>
 
{| class="wikitable" style="background-color:#FFB000;"
| '''Lo sapevi?''' Nella reazione di decomposizione della nitroglicerina si ha un'esplosione. Perché? La spiegazione sarà data nella lezione riguardante le leggi dei gas.
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=== Reazioni di scambio semplice o di sostituzione ===
 
Sono reazioni in cui si ha il passaggio di un elemento (solitamente sotto forma di ione) da una molecola ad un'altra (anche ad un altro singolo elemento).
 
| colore = #80B0FF
}}
Un tipico esempio in chimica inorganica sono lo scambio di ioni ossido (O<sup>2-</sup>) tra metalli: <math>FeO_{(s)} + Mg_{(s)} \rightarrow Fe_{(s)} + MgO_{(s)}</math>
 
{| class="wikitable" style="background-color:#FFB000;"
| '''Lo sapevi?''' Questa reazione ha applicazioni pratiche importantissime. Verranno esposte nella lezione riguardante la corrosione elettrochimica dei metalli.
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Un tipico esempio in chimica organica sono le reazioni di sostituzione nucleofila, come la seguente: <math>CH_3I_{(aq)} + OH^-_{(aq)} \rightarrow CH_3OH_{(aq)} + I^-_{(aq)}</math>
 
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=== Reazioni di doppio scambio o di metatesi ===
 
Sono reazioni in cui si ha lo scambio di ioni tra due molecole. In chimica organica lo scambio avviene tra gruppi funzionali o 'pezzi' di molecole e viene preferita la dicitura "reazioni di metatesi".
<math>AB + CD \rightarrow AD + CB</math>
| colore = #80B0FF
}}
Numerosi sono gli esempi in chimica inorganica. A titolo di esempio: <math>Na_2SO_{4 (aq)} + BaCl_{2 (aq)} \rightarrow 2 NaCl_{(aq)} + BaSO_{4 (s)} \downarrow</math>
 
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| '''Lo sapevi?''' Questa reazione viene applicata in chimica analitica per la ricerca dei solfati.
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{| class="wikitable" style="background-color:#FFB000;"
| [[File:Nobel prize medal.svg|20 px|senza_cornice]] '''Lo sapevi?''' Yves Chauvin, Robert Grubbs e Richard Schrock vinsero il premio Nobel nel 2005 per lo sviluppo di catalizzatori per le reazioni di metatesi olefinica.
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== Le frecce di reazione ==
 
Le frecce di reazione poste nell'equazione chimica tra i reagenti e i prodotti danno informazioni di tipo qualitativo sulla reazione. Il discorso verrà trattato più specificamente nella parte sull'equilibrio chimico. Per il momento saranno date solo alcune spiegazioni.
 
[[File:R-Pfeil rechts.svg|100px|miniatura]]
 
La '''freccia singola''' parte dai reagenti e punta ai prodotti, dunque è sempre diretta verso destra. Essa indica che tutti i reagenti si trasformano in prodotti, ovvero che, nelle condizioni di reazione, non è possibile che i prodotti si trasformino di nuovo in reagenti.
 
 
{| class="wikitable" style="background-color:#FFB000;"
| '''Lo sapevi?''' Sui fondali oceanici sono presenti grandi quantità di metano sotto forma di '''clatrati'''. Si tratta in pratica di molecole simili al ghiaccio che al loro interno contengono molecole di metano.
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[[File:Equilibrium rl.svg|100px|miniatura]]
 
Quando in una reazione viene posta una '''doppia freccia''' tra reagenti e prodotti, vuol dire che la reazione è possibile in entrambi i sensi<ref>Per lo meno, nelle condizioni di reazione.</ref>. Questo comporta che non tutti i reagenti si trasformeranno in prodotti.
 
 
{| class="wikitable" style="background-color:#FFB000;"
| [[File:Nobel prize medal.svg|20 px|senza_cornice]] '''Lo sapevi?''' Fritz Haber ricevette il premio Nobel per la Chimica nel 1918 per il suo processo di sintesi dell'ammoniaca.
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[[File:Equilibrium left.svg|100 px|right|miniatura]]
 
[[File:Equilibrium right.svg|100 px|left|miniatura]]
 
Nel caso di reazioni in cui c'è tutti i reagenti non si trasformano in prodotti ma comunque una delle due reazioni prevale sull'altra si usa una doppia freccia in cui la freccia che punta nella direzione della reazione sfavorita viene scritta più piccola dell'altra. Solitamente, si usa disegnare più piccola la freccia che punta verso i reagenti per indicare che la reazione diretta è '''favorita'''<ref>O, equivalentemente, che la reazione inversa è sfavorita.</ref>, mentre si disegna più piccola la freccia che punta verso i prodotti per indicare che la reazione diretta è '''sfavorita'''<ref>O, equivalentemente, che la reazione inversa è favorita.</ref>.
 
{{cassetto
| titolo = Esempio
| testo =
[[File:Ethanal Ethenol Tautomerie.svg|miniatura]]
Come si potrà vedere nel corso di chimica organica, le aldeidi e i chetoni possono trasformarsi nel relativo alcol enolico e viceversa, dunque nessuna delle due reazioni è mai completa. Comunque, si riscontra che la forma aldolica o chetonica è sempre favorita alla forma enolica per cui nello scrivere la reazione che avviene tra la forma chetonica o aldolica e quella enolica si usa una doppia freccia che evidenzia il verso favorito dalla reazione.
 
Soprattutto in chimica organica si usa scrivere sopra e/o sotto alla freccia di reazione le '''condizioni in cui avviene la reazione''': temperatura, pressione, reagenti, etc...
 
{|
|-
| [[File:Mitsunobu_Reaction_SchemeMitsunobu Reaction Scheme.png|miniatura|200 px]] || [[File:DiketeneReaction.svg|300 px|miniatura]] ||
[[File:Swern oxidation V.1.svg|300 px|miniatura]]
|}
 
[[File:Ozon Mesomerie.svg|miniatura|Le due strutture di risonanza possibili per l'ozono.]]
 
La '''freccia a due punte''' viene usata per indicare due o più formule di risonanza di una specie chimica.
 
== Note ==
<references />
 
<references />
== Altri progetti ==
{{ip}}
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