La valenza esprime la capacità di un elemento di combinarsi con altri elementi (uno o più elementi diversi) per formare composti (binari, ternari, quaternari, etc. a seconda del numero di elementi coinvolti):
- Idrogeno, fluoro e cloro hanno valenza = 1.
- Ossigeno e zolfo hanno valenza = 2.
- L'azoto ha valenza = 3.
- Il carbonio ha valenza = 4.
Immagine dal web... ingrandite con un click su di essa! |
Tenuto conto di queste semplici regole (un po' approssimate, ma per i nostri scopi va bene così, inutile complicare le cose), è possibile tentare ora la descrizione di alcuni composti di importanza pratica. Ad esempio, combinandosi tra loro, idrogeno (H) e ossigeno (O) formano:
- acqua, H2O, indispensabile per ogni forma di vita;
- acqua ossigenata, H2O2: tossica per gli organismi, ossidante, usata come sbiancante.
- L'acqua ossigenata si decompone in acqua e ossigeno e la decomposizione è accelerata da opportuni catalizzatori, quali ossidi metallici, ioduro di potassio, enzimi, alcali, etc.
- Per descrivere questo fenomeno, il chimico svedese Berzelius introdusse, nel 1836, il termine catalisi - poi esteso a un campo di studio estremamente vasto e di notevole importanza scientifica, tecnologica ed economica.
- Per rallentare la reazione, le soluzioni commerciali di H2O2 sono stabilizzate con inibitori.
- Riassumendo:
- un catalizzatore accelera una reazione chimica;
- un inibitore rallenta una reazione chimica.
Classi di composti inorganici - dal mio libro di Chimica del Liceo... |
Lo zolfo (S) si combina con l’ossigeno per dare:
- anidride solforosa, SO2 → acido solforoso H2SO3 e solfiti;
- anidride solforica, SO3 → acido solforico H2SO4 e solfati.
- L’acido solforico si impiega, in particolare, per preparare tensioattivi anionici, usati come detergenti.
Il carbonio (C) si combina con l’ossigeno per dare:
- monossido di carbonio, CO, tossico (morti per malfunzionamento delle stufe) e di uso industriale (sintesi del metanolo, dell'acido acetico, delle aldeidi da olefine, etc.);
- anidride carbonica, CO2 → acido carbonico H2CO3 e carbonati.
L’azoto (N) si combina con l’ossigeno per formare vari
ossidi di azoto (N2O, NO, NO2); combinato con l’idrogeno in grandi impianti industriali
forma invece l’ammoniaca.
Petrolchimico di Ferrara, impianto per la sintesi dell'ammoniaca. |
L’ammoniaca, NH3, si comporta da base: reagisce con gli
acidi per dare sali di ammonio (catione NH4+), usati principalmente come fertilizzanti:
- solfato di ammonio, (NH4)2SO4, oggetto di un esperimento descritto nell'immagine sottostante (di A. Trevisan);
- nitrato di ammonio, NH4NO3.
Altro importante composto che l'azoto forma combinandosi con idrogeno e ossigeno è l'acido nitrico, HNO3. Tra i suoi sali, detti nitrati, ricordiamo: nitrato di potassio, KNO3, e nitrato di sodio, NaNO3.
Fluoro (F) e cloro (Cl) si combinano con l’idrogeno per
formare rispettivamente:
- acido fluoridrico, HF;
- acido cloridrico, HCl.
- I sali dell’acido fluoridrico sono detti fluoruri.
- I sali dell’acido cloridrico sono detti cloruri.
- Il cloruro di sodio, NaCl, costituisce il comune sale da cucina e da esso si ricavano:
- il cloro elementare, Cl2;
- l’idrossido di sodio, NaOH, o soda caustica, usata nella fabbricazione dei saponi;
- il carbonato di sodio, Na2CO3, o soda solvay, che trova impiego nella fabbricazione dei detergenti;
- l’ipoclorito di sodio, NaClO, commerciato in soluzioni al 5% con il nome di candeggina o varecchina.
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