02x01 - Formule e equazioni chimiche

Formule ed equazioni chimiche

​Lezione creata dal prof P. B. Giandonato @profgiando
Immagini credits Zanichelli ed.

Le formule chimiche

Ogni sostanza pura si può rappresentare con una formula chimica.

La formula chimica di una sostanza indica da quali elementi è costituita e quanti atomi contiene ciascun elemento.

Il gas nobile neon è formato da singoli atomi, perciò il formula Ne coincide con il suo simbolo. Il fluoro ha formula F₂ perché è biatomica.

Le formule chimiche

L'acqua è un composto molecolare. Ogni molecola d'acqua è costituita da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno, legati sempre nello stesso rapporto di combinazione (2 : 1).
La formula chimica dell'acqua,
quindi, è H₂O.
Il numero in basso a destra
nelle formule chimiche
è l'indice numerico e indica
il numero di atomi presenti
nella molecola.

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Options (10)

Xe

Fe

Mg

Cl₂

N₂

H₂

H₂O

CO

NH₃

H₃PO₄

Suddividi le formule delle specie chimiche in formule che rappresentano atomi, formule che rappresentano molecole di elementi e formule che rappresentano molecole di composti.

Atomi

Molecole di elementi

Molecole di composti

Le formule chimiche

Davanti a ciascuna formula si può scrivere un numero che indica quante particelle corrispondono a quella formula. Dire 3 H₂O equivale a dire 3 molecole d'acqua. Attenzione, quindi, scrivere 2 O non equivale a scrivere O₂, perché O e O₂ sono due specie diverse.
La formula O indica un atomo
di ossigeno, la formula O₂
invece indica una molecola
di ossigeno. Scrivere 3 O₂
vuol dire riferirsi a 3 molecole
di ossigeno.

Le formule chimiche

Nelle formule chimiche i pedici evidenziano anche i raggruppamenti di atomi. Per esempio, nella formula dell'idrossido ferrico Fe(OH)₃ il pedice 3 moltiplica per 3 tutti gli indici degli atomi dentro la parentesi. Quindi: 1 atomo di ferro, 3 atomi di ossigeno e 3 di idrogeno.
Per gli ioni si scrive il simbolo dell'
elemento o del gruppo di atomi
riportando in altro a destra il tipo
e il numero di cariche elettriche.

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Quanti atomi di idrogeno si trovano nella formula (NH₄)₂HPO₄

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Scrivi la formula chimica che rappresenta due atomi di azoto

(senza spazi, solo lettere e numeri)

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Scrivi la formula chimica che rappresenta due atomi di ferro

(senza spazi, solo lettere e numeri)

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Scrivi la formula chimica che rappresenta due molecole di azoto

(senza spazi, solo lettere e numeri)

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Quanti atomi in totale si trovano nella formula (NH₄)₂HPO₄

Le equazioni chimiche

Per rappresentare una reazione scriviamo un'equazione chimica, in cui reagenti e prodotti sono descritti dalle rispettive formule che si ricavano dalle indagini dell'analisi chimica. Ad esempio la reazione di combustione del metano con l'ossigeno si scrive:

I simboli tra parentesi, in basso a destra di ciascuna formula, si riferiscono allo stato fisico delle sostanze: gassoso (g), liquido (l), solido (s) e in soluzione acquosa (aq).

Le equazioni chimiche

Talvolta, per indicare che dalla reazione si sviluppa un gas che tende ad allontanarsi dall'ambiente di reazione, si scrive una freccia verso l'alto (↑). Allo stesso modo, se si forma un solido che precipita, si scrive una freccia che punta verso il basso (↓).

Il bilanciamento delle reazioni

Poiché qualsiasi trasformazione chimica soddisfa la legge di conservazione della massa, cioè la legge di Lavoisier, il numero di atomi di ciascuna specie chimica deve rimanere inalterato tra i reagenti e i prodotti. Le equazioni chimiche vanno bilanciate.

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Scrivi i 4 coefficienti stechiometrici per bilanciare questa reazione:

a CH₄ + b O₂ → c CO₂ + d H₂O

Il bilanciamento delle reazioni

II numero di atomi di ciascuna specie è diverso a destra e a sinistra della freccia di reazione: abbiamo 4 atomi di idrogeno tra i reagenti ma solo 2 atomi di idrogeno in una molecola di acqua tra i prodotti.
I coefficienti stechiometrici sono i numeri con cui si può mantenere,

per ciascuna specie, l'uguaglianza tra il numero di atomi dei reagenti

e quello dei prodotti.

Il bilanciamento delle reazioni

I passaggi fondamentali per scrivere una corretta equazione di reazione sono:

1. stabilire quali sono i reagenti e i prodotti;

2. scrivere le formule dei reagenti e dei prodotti (gli indici numerici di tali formule non devono mai essere modificati durante il bilanciamento, perché ciascuna formula descrive l'esatta composizione di una sostanza);

3. bilanciare lo schema di reazione introducendo i coefficienti stechiometrici, che consentono di conservare inalterato il numero di atomi di ciascuna specie chimica.

Multiple Select

Il mercurio alla temperatura di 300°C reagisce con l'ossigeno per formare l'ossido

di mercurio, di colore rosso.

Quali sono i reagenti?

• Hg

• O₂

• HgO

• H₂O

Multiple Select

Il mercurio alla temperatura di 300°C reagisce con l'ossigeno per formare l'ossido

di mercurio, di colore rosso.

Quali sono i prodotti?

• Hg

• O₂

• HgO

• H₂O

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Scrivi i coefficienti stechiometrici per bilanciare la reazione:

a Hg + b O₂ → c HgO

Multiple Choice

Quale tra le seguenti è la reazione non bilanciata correttamente?

• P₄ + 6 Cl₂ → 4 PCl₃

• Mg + 2 HCl → MgCl₂ + H₂

• Fe₂O₃ + 2 Al → Al₂O₃ + 2 Fe

• C₂H₄O + 5 O₂ → 4 CO₂ + 4 H₂O

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Scrivi i coefficienti stechiometrici per bilanciare la reazione:

a C₂H₄O + b O₂ → c CO₂ + d H₂O