Si propongono esercizi sui 5 tipi di reazione in cui, oltre all’identificazione del tipo di reazione, si mostra il bilanciamento e il numero di ossidazione di reagenti e prodotti.
I 5 tipi di reazione sono le reazioni di sintesi, reazioni di decomposizione, reazioni di scambio semplice, reazioni di doppio scambio e reazioni di combustione.
Reazione di sintesi: due o più reagenti si combinano tra loro per dare un unico prodotto di reazione. Tali reazioni, generalmente esotermiche, comportano una variazione del numero di ossidazione e avvengono tra metalli e non metalli, due non metalli, ossido basico e acqua, ossido acido e acqua, ossido metallico e biossido di carbonio, ossido acido e ossido basico.
Possono essere schematizzate come A+B → C
Un esempio è dato dalla sintesi dell’ammoniaca N2 + 3 H2 ⇄ 2 NH3
Al chimico tedesco Fritz Haber si deve l’ottenimento di ammoniaca a partire dagli elementi ottenendo il Premio Nobel per la Chimica nel 1918
Reazioni di decomposizione: un reagente si decompone per dare due o più prodotti. Tali reazioni, generalmente endotermiche avvengono a una temperatura detta temperatura di decomposizione tipica di ogni sostanza che dà luogo a tale tipo di reazione. Se tuttavia la reazione di decomposizione è esotermica può essere una reazione esplosiva come nel caso della decomposizione della nitroglicerina.
Possono essere schematizzate come A → B + C
Un esempio è dato dalla decomposizione del carbonato di calcio CaCO3 → CaO + CO2
Reazioni di scambio semplice: reazione di ossidoriduzione in cui un elemento più reattivo sostituisce un elemento meno reattivo presente in un composto; nella maggior parte delle reazioni di scambio semplice sono presenti un elemento e un composto ionico.
Una tale reazione può essere rappresentata come A + BC → AC + B
Un esempio è dato dalla reazione tra fluoro e ioduro di potassio da cui si ottiene iodio e fluoruro di potassio:
F2 + 2 KI → I2 + 2 KF
Reazioni di doppio scambio: avvengono tra due composti e i prodotti di reazione sono due nuovi composti in cui i cationi si scambiano. In tali reazioni non avviene variazione del numero di ossidazione.
Possono essere rappresentate come: AB + CD → AD + CB
Un esempio è dato dalla reazione tra nitrato di argento e cloruro di sodio:
AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3
Reazioni di combustione: reazioni di ossidoriduzione di tipo esotermico in cui è presente un combustibile come legno, idrocarburi, gas, e un comburente e abitualmente utilizzate per ottenere calore. Il comburente, nella maggior parte dei casi, è costituito dall’ossigeno presente nell’aria.
Un esempio è dato dalla combustione del metano: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O. Questo è un tipo di combustione completa ma si possono avere combustioni incomplete che avvengono in carenza di ossigeno e producono monossido di carbonio.
Esercizi sui 5 tipi di reazione
Bilanciare, indicare l’eventuale variazione del numero di ossidazione degli elementi e individuare a quale dei 5 tipi di reazione appartengono.
- Pb + FeSO4 → Fe + PbSO4
La reazione è già bilanciata e in essa il piombo passa da numero di ossidazione 0 a +2 mentre il ferro passa da numero di ossidazione + 2 a 0. Reazione di scambio semplice
- P4 + O2 → P2O3
La reazione bilanciata è P4 +3 O2 → 2 P2O3; in essa il fosforo passa da numero di ossidazione 0 a +3 mentre l’ossigeno passa da numero di ossidazione 0 a -2. Reazione di sintesi
- AgNO3 + MgCl2 → AgCl + Mg(NO3)2
La reazione bilanciata è 2 AgNO3 + MgCl2 → 2 AgCl + Mg(NO3)2. Non si ha variazione del numero di ossidazione. Reazione di doppio scambio
- Na + H2O → NaOH + H2
La reazione bilanciata è 2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2. Il sodio passa da numero di ossidazione 0 a +1 e l’idrogeno da numero di ossidazione +1 a 0. Reazione di scambio semplice
- Ag2O → Ag + O2
La reazione bilanciata è 2 Ag2O → 4 Ag + O2. L’argento passa da numero di ossidazione +1 a 0 e l’ossigeno da numero di ossidazione -2 a 0. Reazione di decomposizione
- Fe + S8 → FeS
La reazione bilanciata è 8 Fe + S8 → 8 FeS. Il ferro passa da numero di ossidazione 0 a +2 e lo zolfo da 0 a -2. Reazione di sintesi
- AgNO3 + Cu → Ag + Cu(NO3)2
La reazione bilanciata è 2 AgNO3 + Cu → 2 Ag + Cu(NO3)2. L’argento passa da numero di ossidazione +1 a 0 e il rame da 0 a +2. Reazione di scambio semplice
- AlPO4 + Mg → Mg3(PO4)2 + Al
La reazione bilanciata è 2 AlPO4 +3 Mg → Mg3(PO4)2 + 2 Al. L’alluminio passa da numero di ossidazione +3 a 0 e il magnesio da 0 a +2. Reazione di scambio semplice
- H2CO3 → H2O + CO2
La reazione è già bilanciata e non si hanno variazioni del numero di ossidazione
- AgMnO4 → Ag + MnO2 + O2
La reazione è già bilanciata. L’argento passa da numero di ossidazione +1 a 0, il manganese da +7 a +4 e l’ossigeno da -2 a 0 in O2. Reazione di decomposizione