Le reazioni compositive, conosciute anche come reazioni di sintesi, sono processi in cui sostanze diverse si uniscono formando un prodotto unico. Questi eventi chimici possono essere generalizzati attraverso il seguente schema:
A + B → C
Queste trasformazioni sono il contrario delle reazioni di decomposizione, in cui una sostanza si divide in più prodotti, e delle reazioni di doppio scambio, in cui avviene uno scambio di componenti tra due reagenti. Una particolarità delle reazioni di sintesi è che spesso si verificano attraverso processi redox, dove avviene un trasferimento di elettroni tra gli elementi coinvolti.
A differenza delle reazioni di decomposizione, che usufruiscono dell’assorbimento di energia (detto processo endotermico), le reazioni di sintesi possono liberare energia (esotermico) o richiederne (endotermico). Ad esempio, la formazione del monossido di azoto (NO) da azoto (N2) e ossigeno (O2) è endotermica, mentre la sintesi del biossido di carbonio (CO2) dal carbonio (C) e ossigeno (O2) è esotermica.
Tipologie di Reazioni Compositive
Metalli e Non Metalli:
Un esempio comune di reazione compositiva avviene tra metalli e non metalli, che producono spesso sali ionici. Prendiamo il caso del magnesio (Mg) che reagisce con lo zolfo (S) per formare solfuro di magnesio (MgS):
Mg(s) + S(s) → MgS(s)
Non Metalli:
Due non metalli possono anche reagire insieme, come il carbonio (C) e l’ossigeno (O2), per dare un composto covalente quale il biossido di carbonio (CO2):
C(s) + O2(g) → CO2(g)
Ossidi e Acqua:
Quando un ossido basico incontra l’acqua, può formarsi un idrossido. Ad esempio, l’ossido di magnesio (MgO) reagisce con l’acqua per formare l’idrossido di magnesio:
MgO + H2O → Mg(OH)2
Un fenomeno simile si verifica con gli ossidi acidi, come per la reazione tra ossido di zolfo (SO2) e acqua, che produce l’acido solforoso:
SO2 + H2O → H2SO3
Ossidi Metallici e Anidride Carbonica:
L’ossido di rame (II) (CuO) può reagire con l’anidride carbonica (CO2) formando il carbonato di rame (II) (CuCO3):
CuO + CO2 → CuCO3
Ossidi Acidi e Basici:
La reazione tra un ossido basico come l’ossido di calcio (CaO) e un ossido acido come il biossido di zolfo (SO2) può originare un sale, il solfito di calcio (CaSO3):
CaO + SO2 → CaSO3
Il comportamento di un ossido anfotero, come l’ossido di alluminio (Al2O3), è molto interessante perché può reagire sia con un ossido basico come l’ossido di sodio (Na2O) formando l’alluminato di sodio (NaAlO2):
Al2O3 + Na2O → 2 NaAlO2
Sia con un ossido acido come il triossido di zolfo (SO3) per generare il solfito di alluminio (Al2(SO3)3):
Al2O3 + 3 SO3 → Al2(SO3)3
Alcuni Esempi di Reazioni di Sintesi
Di seguito sono elencate varie reazioni compositive:
MgCl2 + 3 O2 → Mg(ClO3)2
4 Na + O2 → 2 Na2O
P2O3 + 3 H2O → 2 H3PO3
K2O + H2O → 2 KOH
BaO + CO2 → BaCO3
Al2O3 + 3 H2O → 2 Al(OH)3
N2 + 3 H2 → 2 NH3
Queste reazioni dimostrano come elementi e composti possano interagire tra loro, portando alla formazione di nuove sostanze con proprietà chimiche e fisiche diverse dai reagenti originali. Studiare tali reazioni permette agli scienziati di creare nuovi materiali e di comprendere meglio i principi che governano la chimica.