Definizione
Un cambiamento chimico (o reazione chimica) è un processo in cui una o più sostanze si trasformano in altre sostanze con caratteristiche diverse. In questi processi si formano nuovi materiali e cambiano le proprietà rispetto ai reagenti iniziali; in termini più semplici, si producono nuove sostanze.
Esempi comuni
- Combustione del legno: quando il legno brucia si formano prodotti diversi dalla materia di partenza, come l'anidride carbonica e la cenere; la sostanza originale (legna) non viene più ritrovata nelle stesse forme.
- Accensione di una candela: la cera e l'ossigeno reagiscono produrre CO2, vapore acqueo e calore.
- Ruggine: l'ossidazione del ferro è una reazione che crea composti diversi (ossidi di ferro) con aspetto e proprietà differenti rispetto al metallo iniziale.
- Cottura di alimenti (per esempio una torta): durante la cottura si formano nuovi composti che determinano sapore, colore e consistenza diversi.

La combustione del legno è un esempio di cambiamento chimico spesso irreversibile nelle condizioni ordinarie.
Caratteristiche tipiche
- Formazione di nuove sostanze con proprietà diverse.
- Scambio o trasformazione di energia: reazioni esotermiche rilasciano calore, reazioni endotermiche lo assorbono.
- Comparsa di segni osservabili, ad esempio variazione di colore, sviluppo di gas, formazione di un preciptato o cambiamento di odore.
- In molti casi la trasformazione non è facilmente reversibile senza ulteriori reazioni chimiche.
Confronto con i cambiamenti fisici
Il cambiamento fisico è l'opposto di un cambiamento chimico: nella trasformazione fisica la sostanza rimane la stessa dal punto di vista chimico, anche se possono cambiare stato, forma o dimensione.
- Esempi di cambiamenti fisici: rottura o frantumazione di oggetti (per esempio un bastone di legno spezzato), passaggi di stato (fusione, evaporazione, condensazione), o il passaggio di corrente in un conduttore senza alterare la composizione chimica.
- Le proprietà che descrivono i cambiamenti fisici si chiamano proprietà fisiche, mentre quelle che descrivono la tendenza di una sostanza a reagire si chiamano proprietà chimiche.
Rappresentazione e reversibilità
Le reazioni chimiche sono spesso rappresentate tramite equazioni chimiche che indicano i reagenti e i prodotti, con coefficienti che bilanciano gli atomi. Alcune reazioni sono reversibili e possono raggiungere uno stato di equilibrio; altre sono nettamente irreversibili nelle condizioni ordinarie.
- Fattori che influenzano una reazione: temperatura, pressione, concentrazione, presenza di catalizzatori.
- L'energia richiesta o liberata è una caratteristica importante: molte trasformazioni osservabili (es. combustione) sono accompagnate da produzione di calore e luce.
Importanza pratica
- Processi industriali: sintesi di materiali, produzione di fertilizzanti, combustione controllata per produzione di energia.
- Processi ambientali: degradazione di sostanze, corrosione dei materiali, emissioni di gas (es. CO2 dalla combustione).
- Biologia e metabolismo: le reazioni chimiche sono alla base del funzionamento degli organismi viventi.
Riepilogo
Un cambiamento chimico comporta la trasformazione delle sostanze in nuove specie chimiche con diversa composizione e proprietà. Per distinguere un cambiamento chimico da uno fisico è utile osservare la formazione di nuovi prodotti, variazioni energetiche e segnali come la produzione di gas o la comparsa di un precipitato.