Volume 1

Problem solving 8.1 1 Legge di Lavoisier o della conservazione della massa 8. Perché tutte le reazioni rispettano la Legge di Lavoisier? In una reazione chimica la somma delle masse (o dei pesi) dei prodotti ottenuti corrisponde alla somma delle masse (o dei pesi) dei reagenti. Durante una reazione chimica si verifica una modificazione dei legami precedentemente esistenti nei reagenti con la formazione di nuovi legami che originano i prodotti. Prendiamo come esempio la formazione della molecola di acqua partendo da idrogeno e ossigeno: 2 H2 + O2 2 H2O Le molecole di idrogeno (H2) sono caratterizzate dalla presenta di un legame covalente puro (H H); la molecola di ossigeno (O2) è caratterizzata da un doppio legame covalente puro (O = O), durante la reazione chimica si rompono questi legami e gli atomi di idrogeno possono legarsi a quelli di ossigeno dando origine a due molecole d acqua. REAGENTI PRODOTTI H O H H O H H H O + O H H Se prendiamo in esame la massa delle molecole di idrogeno e di ossigeno dei reagenti e la confrontiamo con la somma delle masse delle due molecole di acqua ottenute come prodotto, notiamo che sono uguali: 2 H2 + O2 2 H2O 2 2 u.m.a. + 16 u.m.a. 2 2 (2 + 16) u.m.a. totale 36 u.m.a. 36 u.m.a. Consideriamo un altra reazione: CaO + H2SO4 CaSO4 + H2O 18 g 56 g 98 g 136 g 154 g totale 154 g 8.2 2 Legge di Proust o delle proporzioni definite 8. In un composto allo stato puro, gli elementi che lo costituiscono sono sempre presenti secondo rapporti in peso definiti e costanti. Composto Peso molecolare CaO H2SO4 CaSO4 H2O Figura 8.1. L acqua è la sostanza fondamentale per la vita sul nostro pianeta. 112 40 + 16 = 56 u.m.a. 12 + 32 + 16 4 = 98 u.m.a. 40 + 32 + 16 4 = 136 u.m.a. 12 + 16 = 18 u.m.a. Corrispondenza in grammi di una mole 56 g 98 g 136 g 18 g Il composto è caratterizzato da una formula chimica ben definita che indica quali elementi e quanti atomi di ogni singolo elemento entrano a far parte del composto stesso. Ad esempio: CO2; CO; H2O; H2O2; CH4; FeS Consideriamo in particolare la reazione di sintesi del solfuro di calcio (Ca S) che si può facilmente effettuare in laboratorio, essendo le sostanze entrambe allo stato solido: Ca + S CaS