1 Le reazioni chimiche

Che cos’è una reazione chimica? 
Da quali leggi è regolata? 
Che cos’è una reazione esotermica? 

Sia studiando gli stati della materia, in particolare i passaggi di stato, sia osservando che cosa succede nelle soluzioni, abbiamo già preso in esame fenomeni nei quali avvengono trasformazioni della materia.
In tutti i casi che abbiamo considerato, però, le sostanze non cambiavano la loro natura: per esempio, sia durante i passaggi di stato sia all’interno delle soluzioni, l’acqua (H₂O) mantiene la sua composizione e le molecole che la costituiscono sono sempre formate da un atomo di idrogeno e da due atomi di ossigeno. 

Trasformazioni di questo tipo, in cui le sostanze non cambiano la loro natura, sono dette fenomeni fisici.
Capita però facilmente anche di osservare fenomeni nei quali la materia si trasforma: quando il legno brucia si trasforma in cenere, producendo calore e fumo; quando un chiodo arrugginisce, il ferro di cui è fatto si trasforma in un composto chiamato ruggine.
Il processo tramite cui una o più sostanze interagendo si trasformano in sostanze diverse è un fenomeno chimico e si chiama reazione chimica.
Le sostanze presenti all’inizio della reazione prendono il nome di reagenti, quelle che compaiono alla fine sono chiamate prodotti.
Queste trasformazioni della materia derivano dalla capacità delle diverse sostanze di combinarsi tra loro per dare origine a sostanze completamente diverse.
A differenza di gran parte delle trasformazioni fisiche, le reazioni chimiche sono irreversibili: una volta che si sono verificate, non è più possibile “tornare indietro”.

CONSERVAZIONE DELLA MASSA E PROPORZIONI DEFINITE

Durante una reazione chimica, i legami chimici tra gli atomi delle sostanze reagenti si rompono e se ne creano di nuovi nei prodotti: non cambiano il numero e il tipo degli atomi, ma cambiano le molecole che essi formano.
Questa caratteristica è espressa dalla legge della conservazione della massa, o legge di Lavoisier: in una reazione chimica, la massa dei reagenti è uguale a quella dei prodotti. Lo stesso Lavoisier, il chimico francese che enunciò questa legge nel 1789, la sintetizzò in una celebre frase: “Nulla si crea e nulla si distrugge, tutto si trasforma”.
Un’altra condizione che si verifica sempre durante una reazione chimica è espressa dalla legge delle proporzioni definite: quando due o più elementi reagiscono per formare un determinato composto, si combinano secondo proporzioni definite e costanti.
Ogni molecola di un composto, cioè, è sempre formata dallo stesso numero di atomi dei diversi elementi che la costituiscono, qualunque sia il processo che ha portato alla formazione di quel composto.
Per esempio, comunque si sintetizzi l’acqua (la sintesi è la “creazione” di una sostanza facendo reagire i suoi componenti), in essa il rapporto tra idrogeno e ossigeno sarà sempre di 2:1, cioè 2 atomi di idrogeno per 1 atomo di ossigeno; per questa ragione la sua formula chimica è H₂O.