reazioni chimiche mappa concettuale

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Le reazioni chimiche sono processi in cui le sostanze di partenza, i reagenti, si trasformano in nuove sostanze, i prodotti, con riorganizzazione dei legami tra gli atomi. In una reazione il numero di atomi di ogni elemento si conserva, secondo la legge di conservazione della massa. Le reazioni si classificano per tipo, assorbono o liberano energia e procedono con una velocità che dipende da temperatura, concentrazione e catalizzatori. Molte reazioni sono reversibili e raggiungono uno stato di equilibrio dinamico.

Che cosa cambia davvero in una reazione
In una reazione chimica gli atomi non si creano e non si distruggono: cambiano solo i legami che li uniscono. I reagenti si consumano mentre si formano i prodotti, e l'equazione chimica descrive questa trasformazione in modo quantitativo. Il bilanciamento è indispensabile perché riflette la legge di conservazione della massa, enunciata da Lavoisier alla fine del Settecento: la massa dei prodotti è uguale a quella dei reagenti. Per questo si aggiustano soltanto i coefficienti davanti alle formule, mai i pedici, che definiscono la natura stessa del composto. Una stessa formula sbilanciata descriverebbe una reazione impossibile.

Energia e velocità: due aspetti diversi
Ogni reazione richiede un'energia di attivazione, una soglia minima che i reagenti devono superare per trasformarsi. Se l'energia dei prodotti è inferiore a quella dei reagenti, la reazione è esotermica e libera calore, come le combustioni; nel caso opposto è endotermica e assorbe calore. La velocità di reazione è un tema distinto: indica quanto rapidamente i reagenti si consumano e cresce con la temperatura, la concentrazione e la superficie di contatto. I catalizzatori abbassano l'energia di attivazione e accelerano il processo senza venir consumati, ma non modificano l'energia complessiva scambiata dalla reazione.

Equilibrio e principio di Le Chatelier
Molte reazioni sono reversibili: i prodotti possono tornare reagenti. Quando le velocità della reazione diretta e di quella inversa si eguagliano, le concentrazioni restano costanti e si raggiunge l'equilibrio chimico, uno stato dinamico e non statico. Secondo il principio di Le Chatelier, se si modifica una condizione dell'equilibrio, come concentrazione, pressione o temperatura, il sistema si sposta nella direzione che contrasta la perturbazione. Questo principio spiega fenomeni pratici, come l'effetto della pressione nella sintesi dell'ammoniaca, e aiuta a prevedere come varia la composizione della miscela al variare delle condizioni.

Classificare le reazioni con esempi
Le reazioni si classificano in famiglie utili per lo studio. Nelle reazioni di sintesi più sostanze si uniscono in un unico prodotto, come ferro e ossigeno che formano ossidi. Nelle decomposizioni un composto si scinde in sostanze più semplici, spesso per effetto del calore. Nelle sostituzioni semplici un elemento prende il posto di un altro in un composto, mentre nel doppio scambio due composti scambiano ioni. Le reazioni acido-base comportano il trasferimento di protoni, quelle redox il trasferimento di elettroni, con ossidazione e riduzione che avvengono sempre insieme.