Appunti di "Microbiologia Organica e Biochimica"

Fondamenti di chimica generale

Gas e liquidi

La legge di Avogadro afferma che gas diversi, nelle medesime quantità di sostanza, alle stesse condizioni di T e p, occupano volumi eguali. Infatti:

pV = nRT   (R = 8.314 _J/_molK)

V = _mRT / _Mp = cost

Oss.) Per esprimere correttamente il volume di un gas, si indica in normal-m³ se ci si riferisce a p = 1 atm e T = 0°C oppure in standard-m³ se ci si riferisce a p = 1 atm e T = 25°C.

La legge di Dalton per le miscele gassose afferma che la pressione parziale delle componenti è esima (cioè la p che questa componente eserciterebbe se occupasse da solo l'intero V) è proporzionale alla sua frazione molare:

P_i = P_tot  X_i     => ΣP_i = P_tot   ΣX_i = 1

La legge di Henry afferma che la concentrazione di un gas disciolto in un liquido alle condizioni di equilibrio è proporzionale alla p parziale che il gas esercita nel liquido:

C_s = H ⋅ P_i      H (20°C, 1 atm) = 43.8 mg/l (i.t.m.)

Oss.) Le costante H di Henry varia con le condizioni di p e T: all'aumentare di T, essa diminuisce; se diminuisce di p, essa diminuisce.

Soluzioni

I vari modi per esprimere le concentrazioni di una soluzione (caso d'una miscela di un'unica fase e di più componenti chimici) sono:

• Percentuale in peso _{(msoluto/msoluto+msolvente)} ⋅ 100
• Percentuale in volume _{(Vsoluto / Vsoluto+Vsolvente)} ⋅ 100
• Composizione (m_soluto/l _soluz.)
• P.p.m. (^m_g/_lsoluz.)
• P.p.b. (^mg/_kg)
• Frazione molare (^N_molare/_Nmolare)
• Molarità M (^{mol_soluto/_lsoluz.)}
• Normalità N (^{meq_soluto/_lsoluz.)}

Dove il numero di equivalenti meq = ^{M / _PE e il peso equivalente PE = M / _v}

La legge di Raoult afferma che in un sistema costituito da una soluzione nel liquido, la tensione di vapore di uno singolo componente è pari al prodotto delle sua frazione molare e la tensione del componente puro:

P_i = X_liq P^*_i    => ΣP_i = P = ΣX_liqi P^*_i

Molalità 'M' è il rapporto tra le moli di soluto e la massa di solvente (in kg):

^{N_solute/ m_solvente (Kg)}

Molarità è 'M' = ^{mol_soluto / V_soluz.}

Normalità è 'N' = ^{meq_soluto / V_soluz. = o M}

Una reazione aA + bB ↔ cC + dD ha raggiunto l’equilibrio quando la velocità di formazione dei prodotti è uguale a quella con cui i prodotti si riconvertono in reagenti. La costante di equilibrio K = [C]^c [D]^d / [B]^b [A]^a, dipende dalla T e dal mezzo.

Caratteristiche degli acidi e basi

1. Un acido può essere definito come una sostanza che in soluzione rilascia uno ione H⁺ mentre una base rimuove una sostanza che li assume. Per ogni acido esiste una base e viceversa.

Proprietà dell'acqua

2. H₂O è presente in quantità piccolissime: 2H₂O ↔ H₃O⁺ + OH^-, è una reazione spostata a SX per cui si considera il prodotto ionico dell'acqua K_w = [H₃O⁺][OH^-], che a T = 25°C vale 10^-14 è aumenta con la T.

Concentrazione e pH

3. Per un acido considerare le costante di dissociazione acida. K_a = [A^-][H₃O⁺] / [HA]
4. Il pH è il cologaritmo della concentrazione di ioni H⁺. pH = -log [H₃O⁺] mentre soluzioni a pH neutro pH = 7; neutre [H] = 7, basiche pH > 7.

Comportamento dell'acqua e reazioni in soluzioni

5. L’acqua di mare comportare né come acido che come base, cioè è un anfotero.
6. In un ambiente inglese, dove il CO₂ disciolto diventato, [CO₂H₃O₃] a ricombinato H₂O ↔ HCO₂ + OH^- ↔ 1HCO

Effetto della concentrazione sul pH

7. Diminuiscono le concentrazioni degli acidi, ciò aumentano il pH.

Reazioni chimiche e equilibrio

8. NH₄ + OH^- ↔ NH

9. Se K = 10^-4 e k, risp.
   NH
10. Se le ioniche semplice li ioni isodisposto e cercando di

Metodi per spostare gli equilibri chimici

Per rimuovere ioni metallici (come Cu⁺) o contaminanti organici (come CN^-) da scarichi industriali si può sfruttare la precipitazione e la formazione di complessi con altre reazioni da introdurre (idrossidi o calce-soda). Se invece si vuole portare in soluzione specie chimiche di... (continua).