Nomi ed esempi di semplici reazioni chimiche

Una reazione chimica è un processo di trasformazione della materia in cui una o più sostanze chimiche si trasformano in altre sostanze diverse . Ci sono migliaia di reazioni chimiche e molte di esse avvengono costantemente intorno a noi e persino all’interno del nostro corpo. Queste reazioni possono essere molto semplici, coinvolgendo solo due, tre o quattro sostanze chimiche, oppure possono diventare molto complesse, coinvolgendo una moltitudine di reagenti e producendo un’ampia varietà di prodotti diversi.

Nelle sezioni di questo articolo vedremo come le reazioni chimiche sono classificate in base a diversi criteri, nonché esempi di reazioni chimiche semplici rappresentative di ciascun tipo di reazione.

Tipi di reazioni chimiche in base al numero di reagenti e/o prodotti

Il modo più semplice per classificare le reazioni chimiche è in base al numero di reagenti e prodotti coinvolti e in base al tipo di scambio che avviene tra i reagenti. Seguendo questo criterio, le reazioni chimiche possono essere:

• Reazioni di combinazione o sintesi.
• Reazioni di decomposizione.
• Reazioni di sostituzione o sostituzione.
• Reazioni di doppia sostituzione o metatesi.
• Reazioni di isomerizzazione.

Reazioni di combinazione o sintesi

Sono quelle reazioni in cui due o più sostanze chimiche si combinano per formare un unico prodotto. Sono riconosciuti perché c’è più di un reagente ma un solo prodotto. La reazione generale più semplice è la seguente:

Esempi di reazioni di combinazione

• La reazione di formazione dell’ossido ferrico

• combustione del carbonio

• L’idratazione dell’etilene

reazioni di decomposizione

Sono essenzialmente l’opposto delle reazioni di combinazione. Consistono in una reazione in cui una sostanza si scompone o si decompone per formare altre molecole diverse. La reazione generale è l’opposto della precedente:

Esempi di reazioni di decomposizione

• elettrolisi dell’acqua

• La decomposizione del triioduro di azoto

• La decomposizione del clorato di potassio

Semplici reazioni di spostamento, sostituzione o sostituzione

In questo tipo di reazione partecipano due reagenti e si ottengono due prodotti; tuttavia, si può vedere che uno dei due reagenti sostituisce una delle due metà dell’altro reagente. La reazione generale ha la seguente forma:

In questa reazione, il reagente C sostituisce B nel composto AB.

Esempi di reazioni di spostamento

• spostamento dello iodio da parte del bromo

• Spostamento dell’idrogeno da parte dello zinco

• spostamento dell’argento dal rame

Reazioni di doppia sostituzione o metatesi

Queste reazioni sono simili alle precedenti, con la differenza che in questo caso ci sono due composti formati ciascuno da coppie e, durante la reazione, metà di una delle coppie sostituisce metà dell’altra e viceversa. Sono riconosciuti perché ci sono due composti come reagenti e due come prodotti. Queste reazioni sono simili a un cambio di partner durante un ballo. La reazione complessiva è:

Esempi di reazioni di doppio spostamento

• Reazione di neutralizzazione tra idrossido di sodio e acido cloridrico

Si noti in questo esempio che il sodio sostituisce l’idrogeno in HCl e allo stesso tempo l’idrogeno sostituisce il sodio in NaOH.

• Reazione di metatesi tra nitrato d’argento e cloruro di sodio

• Idrolisi dell’acetato di etile

Reazioni di riarrangiamento o isomerizzazione

Queste sono le reazioni più semplici da riconoscere, poiché coinvolgono solo due specie chimiche: una molecola reagente e una molecola prodotto. Poiché deve essere soddisfatta la legge di conservazione della materia, tutti gli atomi che sono presenti nel reagente devono essere ancora presenti nei prodotti, quindi entrambe le molecole hanno la stessa formula molecolare. Tuttavia, entrambi i composti sono diversi perché si verificano cambiamenti nella struttura, nell’ordine in cui gli atomi sono attaccati o in entrambi.

Questo tipo di reazione può essere rappresentato in modo generale come segue:

Esempi di reazioni di isomerizzazione

• Isomerizzazione del tiocianato di metile

In questa reazione si può vedere che c’è stato un cambiamento nell’atomo che è attaccato al gruppo metilico (CH ₃ ). All’inizio è zolfo, mentre nel prodotto il metile è attaccato all’azoto.

• Isomerizzazione degli acidi grassi insaturi

Questa reazione mostra l’isomerizzazione dell’acido oleico, che è un grasso cis, ad acido elaidico, che è un grasso trans.

• Isomerizzazione dell’acido pent-4-enoico

Tipi di reazioni chimiche in funzione del flusso di calore

A seconda della direzione in cui fluisce il calore di una reazione, questi possono essere classificati in due grandi gruppi:

• reazioni esotermiche
• reazioni endotermiche

reazioni esotermiche

Sono quelli che, quando si verificano, rilasciano energia sotto forma di calore. Sono caratterizzati dall’avere un’entalpia di reazione negativa e perché i legami chimici nei prodotti sono più forti e più stabili che nei reagenti.

Esempi di reazioni esotermiche

• Combustione di gas da cucina, butano

In questa reazione si può vedere che c’è stato un cambiamento nell’atomo che è attaccato al gruppo

• Reazione del sodio metallico con l’acqua

• La dissoluzione del rame da parte dell’acido cloridrico

reazioni endotermiche

Sono esattamente l’opposto delle reazioni esotermiche. In questo caso, i reagenti assorbono calore mentre si trasformano nei prodotti e provocano un raffreddamento dell’ambiente circostante.

Esempi di reazioni endotermiche

• Fotosintesi

• Conversione di ossigeno molecolare in ozono

• elettrolisi dell’acqua

Tipi di reazioni in base al tipo di cambiamento chimico che si verifica

Una buona parte delle migliaia di reazioni chimiche esistenti rientra in una di queste tre categorie, a seconda del tipo di cambiamento chimico o scambio di elettroni che avviene:

• reazioni di precipitazione
• Reazioni acido-base
• Reazioni di ossido-riduzione

reazioni di precipitazione

Queste sono reazioni che coinvolgono due composti ionici in soluzione che reagiscono tra loro per formare un composto solido che precipita.

Esempi di reazioni di precipitazione

• La precipitazione di ioni argento con ioni bromuro

• Precipitazione di carbonato di calcio da acque dure

• La precipitazione di ioni mercurio con idrogeno solforato

Reazioni acido-base

Dette anche reazioni di neutralizzazione, consistono nella reazione tra un acido o sostanza in grado di donare protoni e una base o sostanza in grado di accettare protoni. In molti casi di semplici reazioni acido-base, i prodotti sono un sale e acqua.

Esempi di reazioni acido-base

• Neutralizzazione dell’acido idroiodico con idrossido di sodio

• Neutralizzazione dell’acido solforico con idrossido di litio

• Neutralizzazione dell’acido fosforico con idrossido di alluminio

Reazioni di ossidoriduzione o redox

Queste sono reazioni in cui un reagente rimuove uno o più elettroni da un altro, causando a entrambi un cambiamento nella loro valenza, o stato di ossidazione. Quello che riceve gli elettroni è chiamato agente ossidante, mentre quello che li cede è chiamato agente riducente.

Esempi di reazioni redox

• L’ossidazione del ferro ad ossido ferroso

• La formazione di cloruro di sodio da cloro e sodio elementare

• L’ossidazione dell’alcool isopropilico ad acetone

Riferimenti

Marrone, T. (2021). Chimica: The Central Science (11a ed.). Londra, Inghilterra: Pearson Education.

Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS e Herranz, ZR (2020). Chimica (10a ed.). New York City, NY: MCGRAW-HILL.

Classificazione delle reazioni chimiche. (2020, 30 ottobre). Estratto da https://espanol.libretexts.org/@go/page/1820