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PRECORSI DI CHIMICA - Lorenzo Baraldi

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<strong>PRECORSI</strong> <strong>DI</strong> <strong>CHIMICA</strong><br />

1<br />

<strong>Lorenzo</strong> <strong>Baraldi</strong><br />

Par 1 – La tavola periodica<br />

La tavola periodica contiene tutte le informazioni relative a un elemento. Essa è costruita in maniera<br />

periodica: le strutture elettroniche più esterne degli elementi si ripetono periodicamente dopo aver<br />

completato ogni livello, e poiché gli elementi della stessa colonna hanno lo stesso numero di<br />

elettroni di valenza e presentano caratteristiche simili, ogni colonna è detta gruppo. Il numero e la<br />

disposizione degli elettroni sul livello più esterno determina l’affinità delle proprietà fisiche e<br />

chimiche degli elementi di un gruppo. Ogni elemento ha un diverso numero atomico (Z), pari al<br />

numero dei suoi elettroni o protoni.<br />

Tranne per il primo periodo, formato solo da H e He, possiamo considerare determinate proprietà<br />

periodiche: a sinistra si trovano gli elementi più elettropositivi, che sono metalli, mentre a destra<br />

della tavola si trovano i non-metalli. Li, Na, K sono metalli che hanno proprietà chimiche e fisiche<br />

simili tra di loro, e sono metalli alcalini (gruppo 1A), e presentano una struttura atomica fissa:<br />

hanno un solo elettrone nel guscio di valenza. Così gli elementi del secondo gruppo, gli alcalinoterrosi,<br />

presentano caratteristiche simili e hanno due elettroni nel guscio di valenza. Il III gruppo è<br />

quello degli elementi terrosi, il VI dei calcogeni: O, S, Se, Te, il VII quello degli alogeni. Il IXA è il<br />

gruppo dei gas nobili o inerti, che avendo completato l’ottetto nel loro guscio di valenza si trovano<br />

in uno stato di massima stabilità e di minor contenuto energetico, per questo hanno una bassissima<br />

reattività. Essi dunque si trovano in natura come gas monoatomici, mentre di solito gli altri gas si<br />

trovano in forma biatomica (si veda ad esempio O2 e N2).<br />

Fra il secondo e il terzo gruppo si trovano gli elementi di transizione interna, divisi in gruppi B<br />

numerati da 3 a 12. Tali elementi hanno gli orbitali d in via di completamento, e hanno quindi gli<br />

elettroni più esterni sui sottolivelli d. Questi, lantanidi e attinidi, sono metalli abbastanza rari, quasi<br />

tutti di origine artificiale, alcuni radioattivi e instabili, ma con proprietà molto simili tra di loro.<br />

Sulla tavola periodica troviamo anche altre informazioni, come il peso atomico, il numero atomico<br />

(Z) e i numeri di ossidazioni principali dell’elemento. Poiché il numero di ossidazione rappresenta<br />

la carica che ogni atomo, molecola o ione verrebbe ad avere se i suoi elettroni di legame fossero<br />

assegnati all’atomo più elettronegativo, evidentemente il numero di ossidazione massimo di ogni<br />

elemento, quando questo è in una molecola o in uno ione poliatomico, corrisponde al numero del<br />

suo gruppo sulla tavola periodica.<br />

L’elettronegatività è la capacità di un elemento di attrarre verso di sé gli elettroni di legame. Tale<br />

concetto è stato introdotto da Linus Pauling. I metalli di conseguenza hanno bassa elettronegatività<br />

(ad es. H = 2,1; P=2,1), e lungo il gruppo aumenta il loro carattere metallico; i non-metalli hanno<br />

invece elevata elettronegatività (O = 3,5; C: 2,5). L’elettronegatività diminuisce lungo il gruppo, per<br />

cui l’elemento più elettronegativo è F.<br />

Par 2 – L’atomo<br />

Un atomo è costituito da un piccolo nucleo di grande massa, in cui si trovano le cariche positive<br />

(protoni) e neutre (neutroni), insieme dette nucleoni. Attorno al nucleo ruotano gli elettroni,<br />

particelle di carica simile a quella dei protoni ma opposta, e di massa 1836 volte più piccola. Una<br />

volta noti Z (il numero atomico) e A (il numero di massa, dato dalla somma dei numeri dei<br />

nucleoni) un elemento è completamente definito:<br />

Z A A


2<br />

<strong>Lorenzo</strong> <strong>Baraldi</strong><br />

A identifica anche i vari isotopi di un elemento. Ad esempio l’idrogeno possiede tre isotopi:<br />

l’idrogeno ( 1 H, o protio, è l’unico caso in cui il numero dei neutroni è nullo), il deuterio ( 2 H) e il<br />

trizio ( 3 H): l’idrogeno ha massa circa uguale a 1u, il deuterio 2u, il trizio 3u.<br />

Se forniamo energia ad un atomo, i suoi elettroni possono fare salti quantici verso livelli più alti, e<br />

se l’energia è sufficientemente alta possiamo espellere l’elettrone dall’atomo, con un processo di<br />

ionizzazione. La perdita di elettroni forma, ovviamente, una specie carica positivamente, detta<br />

catione. L’acquisto di elettroni invece forma una specie carica negativamente, detta anione.<br />

L’atomo catturando un elettrone libera invece energia.<br />

Uno stesso atomo può essere presente in natura secondo diverse configurazioni spaziali e strutture.<br />

Tali configurazioni identificano forme allotropiche diverse: ad esempio il C è presente sia come<br />

grafite che come diamante.<br />

Ogni elemento o composto chimico si trova in commercio in diversi formati. Ad esempio il sodio<br />

(Na) si trova in commercio puro in dispersione al 45% in paraffina e al 30% in toluene, oppure in<br />

sferette in kerosene. Na dunque viene messo in idrocarburi o in solventi in cui è inerte, infatti se<br />

viene a contatto con l’acqua, o con l’umidità atmosferica, esplode. In ogni forma commerciale<br />

dunque vi è un diverso grado di purezza dell’elemento. In basso vengono poi indicate le frasi di<br />

rischio e di sicurezza.<br />

Par 3 – I composti<br />

Dai legami fra diversi atomi possono generarsi composti, cioè sostanze formate da due o più<br />

elementi, con atomi in posizioni spaziali ben definite. Ad esempio l’azoto (N), che è un non<br />

metallo, legandosi con tre atomi di idrogeno forma l’ammoniaca, NH3, o triidruro di azoto.<br />

I composti possono essere organici, se contengono C e H (es. CH4), o inorganici (come HCl, H2O,<br />

NaCl, …). Naturalmente, gli atomi che costituiscono un composto sono presenti in esso in<br />

proporzioni costanti definite da numeri interi, e le caratteristiche chimiche e fisiche del composto<br />

risultano differenti da quelle degli elementi che lo costituiscono. Ad esempio NH3 ha proprietà<br />

basiche rispetto a N e H.<br />

Distinguiamo poi fra composti molecolari (costituiti da molecole con una specifica disposizione) e<br />

ionici, costituiti da ioni. Ad esempio NH3 è un composto molecolare, in cui tre legami covalenti<br />

legano gli idrogeni all’azoto.


3<br />

<strong>Lorenzo</strong> <strong>Baraldi</strong><br />

In un composto ionico, come NaCl (cloruro di sodio), invece, il legame ionico tra gli ioni Na + e Cl -<br />

determina una struttura cristallina che si ripete nello spazio.<br />

Par 4 – Formule chimiche<br />

Ogni composto chimico può essere espresso secondo diverse tipologie di formule chimiche. La<br />

formula minima rappresenta il rapporto fra gli atomi con i numeri interi più piccoli possibili, e di<br />

conseguenza indica solo i rapporti fra gli atomi degli elementi costituenti (es. C5H4). In questo caso<br />

quindi spesso il peso molecolare non coincide con il peso espresso dalla formula. Nella formula<br />

molecolare invece si indica il numero reale degli atomi dei diversi elementi presenti nella molecola<br />

(es. C10H8).<br />

La formula di struttura infine indica come gli atomi di una molecola sono legati tra di loro e come<br />

sono disposti nello spazio. Per il naftalene (C10H8) – un idrocarburo aromatico – la formula di<br />

struttura ci indica che la molecola è planare e ha due anelli condensati a sei atomi di C, di cui due<br />

vengono compartecipati.<br />

Naturalmente possono esistere molecole che hanno la stessa formula minima e diversa formula<br />

molecolare.<br />

Par 5 – La nomenclatura<br />

La nomenclatura chimica serve per nominare i vari composti: essa permette di identificare un<br />

composto mediante un nome specifico. Esistono due tipi di nomenclatura: la IUPAC e la<br />

tradizionale. La IUPAC è l’unica riconosciuta universalmente, semplice ed intuitiva, ed evidenzia<br />

direttamente la formula chimica del composto: essa quindi è asettica, regolata in modo preciso. La<br />

tradizionale invece è basata sulla storia degli elementi, sulla loro divisione degli elementi in metalli<br />

e non-metalli e tiene conto del numero di ossidazione.<br />

Il numero di ossidazione rappresenta la carica che ogni atomo, molecola o ione verrebbe ad avere se<br />

i suoi elettroni di legame fossero assegnati all’atomo più elettronegativo. In HCl (acido cloridrico)<br />

ad esempio, H è più elettropositivo di Cl e quindi gli cede il suo elettrone: per questo H ha numero<br />

di ossidazione +1 e Cl -1. Ci sono alcune regole per determinare il numero di ossidazione:<br />

1. I metalli hanno stato di aggregazione positivo.<br />

2. Gli atomi nelle sostanze elementari hanno sempre numero di ossidazione zero.<br />

3. Non si tiene conto dei legami fra atomi dello stesso elemento.<br />

4. Il numero di ossidazione dell’ossigeno è –2, tranne nei perossidi, in cui vale –1, e quando è<br />

legato al fluoro, in cui è +2. E’ l’unico caso in cui cede elettroni: il fluoro è infatti l’unico<br />

elemento più elettronegativo dell’ossigeno.<br />

5. Il numero di ossidazione dell’idrogeno è +1, fanno eccezione i casi in H è in un idruro (cioè<br />

un composto binario con un metallo), nel qual caso n.o = -1. Ad es. LiH, CaH2.


4<br />

<strong>Lorenzo</strong> <strong>Baraldi</strong><br />

6. Cl ha numero di ossidazione -1 tranne nei legami con F, O in cui assume +1, +3, +5, +7.<br />

7. Br ha numero di ossidazione -1 tranne nei legami con F, O, Cl in cui ha numero di<br />

ossidazione positivo.<br />

8. Gli ioni monoatomici hanno un numero di ossidazione coincidente con la loro carica<br />

elettrica (es. il ferro in Fe 3+ ha n.o = +3, il sodio in Na + Cl - ha n.o. = +1.<br />

9. In un ione poliatomico la somma dei numeri di ossidazione deve equivalere alla carica dello<br />

ione (es. in OH - l’ossigeno ha n.o. –2, e l’idrogeno ha n.o. +1).<br />

10. In una molecola o in un composto ionico la somma algebrica dei numeri di ossidazione deve<br />

essere zero.<br />

11. In un legame covalente gli elettroni condivisi sono formalmente attribuiti all’atomo più<br />

elettronegativo.<br />

I composti binari senza l’ossigeno seguono per la nomenclatura la desinenza -uro. Es. LiH (idruro<br />

di litio), BF3 (fluoruro di boro - tetrafluoruro di boro), ICl3 (cloruro di iodio - tetracloruro di iodio),<br />

Al2S3 (solfuro di alluminio - trisolfuro di dialluminio), FeCl3 (cloruro ferrico – tricloruro di ferro),<br />

FeCl2 (cloruro ferroso – dicloruro di ferro).<br />

Par 6 – Ossidi e anidridi<br />

Vediamo ora i composti binari dell’ossigeno: da un metallo e un ossigeno si forma un ossido, da un<br />

non metallo e un ossigeno si forma un’anidride (ossido per la nomenclatura IUPAC).<br />

Nella nomenclatura tradizionale un ossido o un anidride si indica con la parola “ossido” o<br />

“anidride” seguita dalla radice del metallo, cui viene aggiunto il suffisso “oso” per il numero di<br />

ossidazione più basso e “ico” per il numero di ossidazione più alto. Se, come nel Cl, vi sono stati di<br />

ossidazione più bassi o più alti di quelli in cui si usano questi suffissi, si usano rispettivamente i<br />

prefissi “ipo” e “per”.<br />

Nella nomenclatura IUPAC sia per gli ossidi che per gli anidridi si indica il numero di ossigeni<br />

(ossido, biossido, triossido, …) e il nome del metallo e il numero dei suoi atomi (di sodio, di<br />

disodio, di trisodio, …).<br />

NaO Ossido di sodio Ossido di sodio<br />

Al2O3 Ossido di alluminio Tetraossido di dialluminio<br />

CuO Ossido rameico Ossido di rame<br />

Cu2O Ossido rameoso Ossido di dirame<br />

Fe2O3 Ossido ferrico Tetrossido di diferro<br />

FeO Ossido ferroso Ossido di ferro<br />

CO2 Anidride carbonica Diossido di carbonio<br />

CO Ossido di carbonio* Monossido di carbonio<br />

Cl2O Anidride ipoclorosa Ossido di dicloro<br />

Cl2O3 Anidride clorosa Triossido di dicloro<br />

Cl2O5 Anidride clorica Pentossido di dicloro<br />

Cl2O7 Anidride perclorica Eptossido di dicloro<br />

ClO2 Anidride clorosoclorica Disossido di cloro<br />

ClO3 Anidride cloricoperclorica Triossido di cloro<br />

N2O Protossido di azoto* Monossido di diazoto<br />

NO Ossido di azoto* Monossido di azoto<br />

N2O3 Anidride nitrosa Triossido di diazoto<br />

N2O5 Anidride nitrica Pentossido di diazoto<br />

NO2 Anidride nitrosonitrica Diossido di azoto


5<br />

<strong>Lorenzo</strong> <strong>Baraldi</strong><br />

I composti ternari si dividono invece in idrossidi (ossidi basici + H2O), scritti nella forma Mx(OH)y<br />

(dove l’ossido era MzOy), e ossiacidi (anidride + H2O), scritti nella forma HnMO.<br />

Secondo la nomenclatura tradizionale il termine acido o idrossido è seguito dal nome del non<br />

metallo e dai suffissi e prefissi che dipendono dal numero di ossidazione del metallo.<br />

Nella nomenclatura IUPAC invece si indica il numero di gruppi ossidrile OH (idrossido, bi<br />

idrossido, triidrossido, …) e il nome del metallo negli idrossidi; negli acidi si indica il numero di<br />

atomi di ossigeno (acido monosso-, acido biosso-, …) seguito dal nome del non metallo con la<br />

desinenza –ico, e il numero romano corrispondente al numero di ossidazione del non metallo.<br />

Ca(OH)2 Idrossido di calcio Diidrossido di calcio<br />

Fe(OH)2 Idrossido ferroso Diidrossido di ferro<br />

Fe(OH)3 Idrossido ferrico Triidrossido di ferro<br />

HClO Acido ipocloroso Acido monossoclorico I<br />

HClO2 Acido cloroso Acido diossoclorico III<br />

HClO3 Acido clorico Acido triossoclorico V<br />

HClO4 Acido perclorico Acido tetrossoclorico VII<br />

HNO2 Acido nitroso Acido diossonitrico III<br />

HNO3 Acido nitrico Acido triossonitrico V<br />

H2SO3 Acido solforoso Acido triossosolforico IV<br />

H2SO4 Acido solforico Acido triossosolforico VI<br />

Al forma con l’ossigeno l’allumina Al2O3 (triossido di dialluminio). Essendo questo un anfotero,<br />

esso forma sia un acido basico, cioè un idrossido, Al(OH)3, che degli ossiacidi, a seconda<br />

dell’idratazione:<br />

Al2O3<br />

allumina<br />

triossido di dialluminio<br />

Al2O3 + H2O HAlO2<br />

Al(OH)3<br />

idrossido di alluminio<br />

triidrossido di alluminio<br />

acido metaalluminico<br />

acido diossoalluminico III<br />

Al2O3 + 3H2O H3AlO3<br />

acido ortoalluminico<br />

acido triossoalluminico III<br />

In generale, alcuni anidridi, possono combinarsi con l’acqua in rapporti diversi (1:1, 1:2, 1:3). A<br />

seconda del rapporto otteniamo ossiacidi diversi. In questi casi in nomenclatura tradizionale si<br />

usano i prefissi meta-, piro-, orto-. Nel caso dei poliacidi, in cui due o più molecole di anidride si<br />

combinano con molecole d’acqua, si usano i prefissi tri- e tetra-.<br />

HPO2 Acido metafosforoso Acido diossofosforico III<br />

HPO3 Acido metafosforico Acido triossofosforico V<br />

H4P2O5 Acido pirofosforoso Acido pentossofosforico III<br />

H4P2O7 Acido pirofosforico Acido eptossofosforico V<br />

H3PO3 Acido ortofosforoso o Acido triossofosforico III<br />

H3PO4<br />

fosforoso (biprotico!!)*<br />

Acido orto fosforico o Acido tetrossofosforico V<br />

fosforico (triprotico)<br />

H3PO2 Acido ipofosforoso<br />

(biprotico!!)*<br />

Acido diossofosforico I<br />

Vediamo infine i sali, che possono essere binari o ternari. Essi sono formati da una parte metallica<br />

(un catione) e una non metallica (un anione), che è il residuo dell’acido. I sali ternari sono dati dalla


6<br />

<strong>Lorenzo</strong> <strong>Baraldi</strong><br />

reazione tra: un anidride e un idrossido, un idrossido e un acido, un anidride e un idrossido, un<br />

ossido e un acido.<br />

Le reazioni di salificazione sono anche reazioni di neutralizzazione, visto che il prodotto è neutro.<br />

Per la nomenclatura tradizionale, ci si riferisce all’acido o all’anidride corrispondente: se esso<br />

finisce in –oso, il sale termina in –ito, se finisce in –ico, il sale termina in –ato.<br />

Nella nomenclatura IUPAC si indica invece il numero di atomi di ossigeno, seguito dal nome del<br />

non metallo in –ato, il numero di ossidazione del non metallo e il numero di atomi del metallo.<br />

NaNO3 Nitrato di sodio Triossonitrato V di sodio<br />

NaNO2 Nitrito di sodio Diossinitrato III di sodio<br />

CaSO3 Solfito di calcio Triossisolfato IV di calcio<br />

CaSO4 Solfato di calcio Tetraossosolfato VI di calcio<br />

Fe(NO3)2 Nitrato ferroso Ditriossonitrato V di ferro<br />

Fe(NO2)3 Nitrito ferrico Tridiossonitrato V di ferro<br />

NaClO Ipoclorito di sodio Monossoclorato I di sodio<br />

NaClO2 Clorito di sodio Diossoclorato III di sodio<br />

NaClO3 Clorato di sodio Triossoclorato V di sodio<br />

NaClO4 Perclorato di sodio Tetrossoclorato VII di sodio<br />

Vediamo ora i composti binari: dell’idrogeno con un metallo (idruri), dell’idrogeno con un nonmetallo<br />

(idracidi) e di un metallo con un non metallo (Sali binari).<br />

LiH Idruro di litio Idruro di litio<br />

NaH Idruro di sodio Idruro di sodio<br />

CaH2 Idruro di calcio Diidruro di calcio<br />

BH3 Borano Triidruro di boro<br />

B2H6 Diborano* Esaidruro di diboro<br />

NH3 Ammoniaca Triidruro di azoto<br />

HI Acido iodidrico Ioduro di idrogeno<br />

HCl Acido cloridrico Cloruro di idrogeno<br />

H2S Acido solfidrico Solfuro di diidrogeno<br />

H2Se Acido selenidrico Seleniuro di diidrogeno<br />

CH4 Metano Tetra idruro di carbonio<br />

SiH4 Silano Tetraidruro di silicio<br />

PH3 Fosfina Tetra idruro di fosforo<br />

CuCl Cloruro rameoso Cloruro di rame<br />

CuCl2 Cloruro rameico Dicloruro di rame<br />

FeCl2 Cloruro ferroso Dicloruro di ferro<br />

FeCl3 Cloruro ferrico Triclouro di ferro<br />

Fe2S3 Solfuro ferrico Trisolfuro di diferro<br />

FeS Solfuro ferroso Solfuro di ferro<br />

FeI3 Ioduro ferrico Triioduro di ferro<br />

Hg2Cl2 Cloruro mercuroso* Dicloruro di dimercurio<br />

HgCl2 Cloruro mercurico Dicloruro di mercurio<br />

Ricordiamo poi che nei perossidi O ha numero di ossidazione -1. Sono detti tiosolfati quei sali<br />

ternari in cui il metallo è lo zolfo, e ad un ossigeno viene sostituito uno zolfo.


Na2O2 Perossido di sodio Perossido di sodio<br />

H2O2 Perossido di idrogeno Perossido di idrogeno<br />

H2SO5 Acido perossisolforico* Acido perossisolforico VI<br />

NaHPO3 Fosfito di sodio*<br />

Na2SO4 Solfato di sodio Tetraossosolfato VI di disodio<br />

Na2S2O3 Tiosolfato di sodio Triossodisolfato IV di disodio<br />

H2SO4 Acido solforico Acido tetraossosolforico VI<br />

H2S2O3 Acido tiosolforico Acido triossodisolforico IV<br />

HCN Acido cianidrico<br />

KCN Cianuro di potassio<br />

P2I4 Tetraioduro di difosforo<br />

PI3 Triioduro di fosforo<br />

ICl Cloruro di iodio<br />

OF2 Difluoruro di ossigeno<br />

7<br />

<strong>Lorenzo</strong> <strong>Baraldi</strong><br />

Da acidi poliprotici possiamo togliere un numero variabile di atomi di idrogeno, per cui possiamo<br />

formare Sali acidi. Esistono poi anche Sali basici che uniscono uno o più ioni OH - all’anione<br />

dell’acido.<br />

Vediamo ora l’anfoterismo di Mn, Cr, Sn:<br />

KHCO3 Idrogenocarbonato di potassio<br />

Mn(HSO4)2 Bisolfato manganoso<br />

Mn(HSO3)2 Bisolfito manganoso<br />

+2 (M) MnO Ossido manganoso Mn(OH)2 Idrossido manganoso<br />

+4 (M-nM) MnO2 Anidride manganosa Na2MnO3 Manganito di sodio<br />

+6 (nM) MnO3 Anidride manganica Na2MnO4 Manganato di sodio<br />

+7 (nM) Mn2O7 Anidride permanganica KMnO4 Permanganato di potassio<br />

+8/3 (nM) Mn3O4 Tetrossido di trimanganese<br />

+1 (M) Cr2O Ossido cromoso<br />

+3 (M-nM) Cr2O3<br />

Ossido cromico<br />

Anidride cromosa<br />

Cr2(SO4)3<br />

Na2CrO4<br />

Solfato cromico<br />

Cromito di sodio<br />

H2CrO4 Acido cromico<br />

+6 (nM) CrO3 Anidride cromica H2Cr2O7 Acido dicromico*<br />

Na2Cr2O7 Dicromato di sodio*<br />

SnO Anidride stannosa H2SnO2 Acido stannoso<br />

+2 (M-nM) Sn(OH)2 Idrossido stannoso Na2SnO2 Stannito di sodio<br />

SnO2 Anidride stannica H2SnO3 Acido stannico<br />

+4 (M-nM) Sn(OH)4 Idrossido stannico Na2SnO3 Stannato di sodio<br />

NH4Cl Cloruro di ammonio<br />

(NH4)3PO4 Fosfato di ammonio<br />

NH4HSO3 Disolfito di ammonio<br />

NH4H2PO4 Diidrogenofosfato di ammonio<br />

(NH4)2HPO4 Monoidrogenofosfato di ammonio


8<br />

<strong>Lorenzo</strong> <strong>Baraldi</strong><br />

Non in tutte le reazioni chimiche rimane invariato il numero di ossidazione degli elementi coinvolti:<br />

le reazioni redox sono quelle reazioni in cui gli stati di ossidazione, appunto, cambiano. Una<br />

reazione redox è composta da due processi: uno di ossidazione, in cui il numero di ossidazione<br />

aumenta e l’elemento cede elettroni, e uno di riduzione, in cui viceversa il numero di ossidazione<br />

dell’elemento diminuisce in quanto esso acquista elettroni. I due processi si manifestano<br />

contemporaneamente in una redox.<br />

Con il termine ossidante definiamo la sostanza che ossida altri partner, mentre essa si riduce. Il<br />

riducente allo stesso modo si riduce, ossidando altre specie chimiche. È chiaro quindi che i metalli<br />

(che hanno sempre numero di ossidazione positivo) possono solo ossidarsi, mai ridursi.<br />

0 +1-1 +2-1 0<br />

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2<br />

Nella reazione dunque lo Zn si è ossidato, aumentando il proprio numero di ossidazione da 0 a +2,<br />

mentre H si è ridotto, passando da +2 a 0. Nella reazione gli atomi che si sono ossidati hanno perso<br />

2 elettroni, quelli che si sono ridotti, viceversa, ne hanno acquistati.<br />

Identifichiamo le due semireazioni:<br />

Zn 0<br />

Zn +2 + 2e -<br />

2H + + 2e -<br />

H 0 2<br />

I2 + HNO3 HIO3 + NO2 + H2O<br />

Iodio + acido nitrico acido iodico + anidride nitrosa + acqua<br />

Bilanciati gli elettroni, si bilanciano le masse:<br />

I2 2HIO3 + 10e -<br />

10 (HNO3 + e -<br />

NO2 )<br />

I2 + 10HNO3 2HIO3 + 10NO2 + H2O<br />

I2 + 10HNO3 2HIO3 + 10NO2 + 4H2O<br />

HBrO3 + H2S Br2 + S + H2O<br />

(acido bromico + acido solfidrico* bromo + zolfo + acqua)<br />

*H2S, il solfuro di idrogeno, è detto acido solfidrico solo quando è in acqua, altrimenti in forma<br />

gassosa non ha proprietà acide.<br />

2HBrO3 + 10e -<br />

Br2<br />

5 (H2S S + 2e - )<br />

2HBrO3 + 5H2S Br2 + 5S + 6H2O<br />

NaClO + I2 + NaOH NaCl + NaIO3 + H2O<br />

(ipoclorito di sodio + iodio + idrossido di sodio cloruro di sodio + iodato di sodio + acqua)


I2 2NaIO3 + 10e -<br />

5 (NaClO + 2e -<br />

NaCl)<br />

5NaClO + I2 + 2NaOH 5NaCl + 2NaIO3 + H2O<br />

HIO3 + HI I2 + H2O (reazione di dismutazione*)<br />

(acido iodico + acido iodidrico iodio + acqua)<br />

9<br />

<strong>Lorenzo</strong> <strong>Baraldi</strong><br />

* due specie chimiche diverse nei reagenti si ossidano e si riducono in un’unica specie nei prodotti.<br />

Se avviene l’opposto la reazione si dice invece di disproporzione.<br />

2HIO3 + 10e -<br />

I2<br />

5 ( 2HI I2 + 2e - )<br />

2HIO3 + 10HI 6I2 + 6H2O<br />

+1-1 +1+6-2 +1+6-2 0 +3+6-2 +1+6- +1-2<br />

KBr + K2Cr2O7 + H2SO4 Br2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O<br />

(bromuro di potassio + dicromato di potassio + acido solforico* bromo + solfato cromico +<br />

solfato di potassio + acqua)<br />

* serve a mantenere l’ambiente acido della reazione<br />

K2Cr2O7 + 6e -<br />

Cr2(SO4)3<br />

3 ( 2KBr Br2 + 2e - )<br />

6KBr + K2Cr2O7 + 7H2SO4 3Br2 + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2O<br />

Ag + HNO3 AgNO3 + NO + H2O<br />

(argento + acido nitrico nitrato di argento + ossido di azoto + acqua)<br />

3 ( Ag AgNO3 + e - )<br />

HNO3 + 3e -<br />

NO<br />

3Ag + 4HNO3 3AgNO3 + NO + 2H2O<br />

(l’acido nitrico che viene aggiunto nel bilanciamento delle masse serve per la salificazione<br />

dell’argento, non per la riduzione, infatti non serve nel bilanciamento degli elettroni)<br />

FeS2* + K2MnO4 + KHSO4 Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O<br />

(pirite – disolfuro di ferro + manganato di potassio + bisolfato di potassio solfato ferrico +<br />

solfato di manganese + solfato di potassio + acqua)<br />

* Nella pirite S ha numero di ossidazione -1<br />

42 ( 2Fe 2+ 2Fe 3+ + 2e - )<br />

2 ( 2S -<br />

6S 6+ + 42e - )<br />

21 ( Mn 6+ + 4e - Mn 2+ )

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