Di Lan Luo
Aggiornato il 30 agosto 2022
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Le reazioni chimiche sono parte integrante della tecnologia moderna e della vita di tutti i giorni, dall'alimentazione dei motori alla preparazione delle bevande. Guidano anche processi naturali come la fotosintesi e l'erosione delle rocce.
Reazioni fisiche comportano solo un cambiamento di stato o di disposizione fisica, senza alcuna alterazione dell'identità chimica delle sostanze. Ad esempio, acqua congelata:
H₂O(l) → H₂O(s)
Reazioni chimiche trasformare i reagenti in nuovi prodotti attraverso la riorganizzazione degli atomi. Un classico esempio è la dissoluzione della CO₂ in acqua per formare acido carbonico:
CO₂(g) + H₂O(l) → H₂CO₃(aq)
Reazioni nucleari comportano cambiamenti nei nuclei atomici, come la trasmutazione dell’azoto di Rutherford:
¹⁴N + α → ¹⁷O + p
Due o più reagenti si combinano per produrre un unico prodotto più complesso. Forma generale:
A + B → AB
Esempi:
Fe(s) + S(s) → FeS(s)
2Na(s) + Cl₂(g) → 2NaCl(s)
Un singolo reagente complesso si scompone in due o più prodotti più semplici. Forma generale:
AB → A + B
Esempi:
H₂O(l) → H₂(g) + O₂(g) (elettrolisi)
H₂CO₃(aq) → H₂O(l) + CO₂(g) (decomposizione termica)
Un elemento ne sposta un altro da un composto. Forma generale:
A + BC → AC + B
Esempi:
Mg(s) + 2HCl(aq) → H₂(g) + MgCl₂(aq)
Mg(s) + 2H₂O(l) → H₂(g) + Mg(OH)₂(aq)
Cationi e anioni si scambiano partner, formando due nuovi composti. Forma generale:
AB + CD → AD + CB
Esempi:
BaCl₂ + MgSO₄ → BaSO₄ + MgCl₂
Pb(NO₃)₂ + 2KI → PbI₂ + 2KNO₃
Un processo redox esotermico in cui un combustibile reagisce con l'ossigeno, producendo principalmente CO₂ e H₂O. Combustione completa:
4CxHy + (4x+y)O₂ → 4xCO₂ + 2yH₂O + calore
Esempi specifici:
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + calore (≈891kJmol⁻¹)
C₁₀H₈ + 12O₂ → 10CO₂ + 4H₂O + calore
CH₃OH + O₂ → CO₂ + 2H₂O + calore
La combustione incompleta si verifica quando l'O₂ è limitato, producendo CO, fuliggine o altri sottoprodotti.
Un processo di neutralizzazione in cui un acido reagisce con una base per formare un sale e acqua. È un caso particolare di doppia cilindrata:
HA + BOH → BA + H₂O
Esempi:
Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O
CH₃COOH + NaHCO₃ → CH₃COONa + H₂O + CO₂
Riconoscere lo schema di reazione aiuta chimici e ingegneri a prevedere i prodotti, ottimizzare le condizioni e garantire la sicurezza, soprattutto nella combustione industriale o nella sintesi farmaceutica.
