Chimica per il liceo/Le reazioni chimiche: differenze tra le versioni
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<big>Cl<sub>2</sub></big><small>(''g'')</small> <big>+ H<sub>2</sub><small>(''g'')</small> <math>\longrightarrow</math> 2 HCl</big>(''g'')[[File:Reagenti e prodotti.svg|centro|miniatura|800x800px|'''Figura 1.''' Esempio di equazione/reazione chimica: formazione dell'acido cloridrico (HCl) a partire da cloro (Cl<sub>2</sub>) e idrogeno (H<sub>2</sub>).]]I coefficienti stechiometrici di un'equazione chimica rappresentano il ''rapporto minimo'' tra le particelle (atomi, ioni o molecole) delle sostanze coinvolte: la reazione precedente sarebbe formalmente corretta anche scrivendo 2 Cl<sub>2</sub><small>(''g'')</small> + 2 H<sub>2</sub><small>(''g'') <math>\longrightarrow</math></small> 4 HCl<small>(''g'')</small> ma i coefficienti utilizzati non sarebbero quelli minimi, il che è di norma da evitare. Si noti, infine, che il coefficiente unitario (1) è sottinteso e, analogamente all'indice 1 nelle formule chimiche, non viene mai indicato.
La corretta determinazione dei coefficienti stechiometrici è possibile grazie al cosiddetto ''bilanciamento'' descritto nel prossimo paragrafo.
{{Cassetto|La reazione chimica della fotosintesi|colore=#ffae00|coloresfondo=#ffe5ad|
[[File:Leaf_1_web.jpg|miniatura|La fotosintesi avviene per lo più nelle foglie]]
FOTOSINTESI: IL PROCESSO BIOCHIMICO “ORIGINARIO” COMPORTA L’ORGANICAZIONE DEL CARBONIO
Il processo fotosintetico può fornire un approccio alla comprensione delle reazioni chimiche; inoltre è importante comprendere l'importanza del ruolo che il carbonio svolge nella formazione delle biomolecole.
La fotosintesi, come tutti i processi biochimici, consta di una serie di reazioni chimiche nelle quali sono coinvolti molti enzimi: la reazione riassuntiva del processo fotosintetico è la seguente.
6CO<sub>2</sub> + 6H<sub>2</sub>O + energia solare → C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub> + 6O<sub>2
</sub>
biossido di carbonio + acqua → glucosio + ossigeno
Si parte dal presupposto che si sappia cosa siano le molecole e si conoscano i principi che sono alla base della loro costituzione. È importante inoltre distinguere un indice da un coefficiente: quest’ultimo, si ricorda, non solo indica il numero di molecole ma, in modo più pragmatico, il numero di moli.
Si tratta di una reazione di ossidoriduzione in cui l’ossigeno delle molecole d’acqua viene ossidato (cioè perde elettroni) e si trasforma in ossigeno gassoso, mentre il carbonio del biossido di carbonio si riduce (cioè acquista elettroni) e viene inglobato in una molecola di glucosio.
Più precisamente, l’equazione precedente può essere scritta come:
6CO<sub>2</sub> +12H<sub>2</sub>O energia luminosa→ C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub> + 6H<sub>2</sub>O + 6O<sub>2</sub>
In tal modo si evidenzia che le molecole di ossigeno gassoso sono prodotte dalla scissione delle molecole d’acqua, mentre l’ossigeno del biossido di carbonio entra a far parte del glucosio e di altre molecole d’acqua. Nel corso della fotosintesi, quindi, le molecole inorganiche vengono demolite e i loro atomi vengono rimescolati e riassociati per formare molecole organiche. In definitiva, il carbonio inorganico nelle molecole di biossido di carbonio, diventa organico nel glucosio (organicazione del carbonio), grazie alla trasformazione dell’energia luminosa in energia chimica di legame.
«Il carbonio è un elemento singolare: è il solo che sappia legarsi con se stesso in lunghe catene stabili senza grande spesa di energia, e alla vita sulla terra (la sola che finora conosciamo) occorrono appunto lunghe catene. Perciò il carbonio è l’elemento chiave della sostanza vivente.» Primo Levi, Il sistema periodico, Giulio Einaudi editore, 1994, Torino
Il processo di respirazione cellulare è l’esatto contrario della fotosintesi, quando la molecola demolita è quella del glucosio: l’energia che viene immagazzinata in molecole di ATP è, sorprendentemente, nient’altro che l’energia solare che ha consentito l’organicazione del carbonio.
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== Il bilanciamento ==
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