OFA Chimica

8/09/09

La Chimica studia tutte le sostanze che formano i corpi, mentre la

materia è tutto quello presente nell’universo e quindi dotato di

massa. Il corpo invece è una porzione limitata di materia.

Il fenomeno è la trasformazione o evento che interessa un corpo.

Può essere:

- Fisico : Coinvolgono corpi senza trasformazioni della materia e

può presentarsi secondo lo stato solido, lo stato liquido e lo

stato gassoso.

Stato solido : Rappresenta legami tra particelle intere,

o quindi si avverte la minima energia cinetica. Le particelle

possono oscillare solo in base all’asse.

Stato liquido : Vi è maggiore libertà di movimento rispetto

o allo stato solido, quindi l’energia cinetica nello stato

liquido è maggiore rispetto all’energia cinetica dello stato

solido.

Stato gassoso: Le particelle sono libere, senza legami tra

o loro e l’energia cinetica è massima.

- Chimico : Tramite reazioni chimiche cambia la natura della

materia.

Passaggi di Stato

Grafico Curva di riscaldamento 1

I passaggi di stato dell’acqua rappresenta un fenomeno fisico

perché l’acqua, durante i passaggi, è rimasta sempre H o : è

2

cambiato solo lo stato in cui si presenta.

La differenza tra vapore e gas, invece è che il vapore può trovarsi

in natura anche allo stato solido, mentre il gasi si trova soltanto allo

stato aeriforme.

La Grandezza

È ogni caratteristica misurabile di un corpo materiale o di un

fenomeno. Le grandezze possono essere :

- Intensive : non dipendono dalla quantità di materia o dalle

dimensioni del campione . Es. Temperatura, Tensione,

Densità…

- Estensive : dipendono dalle dimensioni e dalla quantità di

materia. Es. Volume, Massa, Entalpia (H).

Inoltre le grandezze possono essere suddivise in due gruppi:

1) GRANDEZZE FONDAMENTALI : si possono misurare

direttamente

a. Lunghezza u.d.m : m ed è la distanza tra due punti

b. Massa u.d.m : Kg ed è la quantità di materia

costituente un corpo

c. Tempo u.d.m : s

d. Intensità di Corrente u.d.m : A (ampère)

e. Temperatura u.d.m : K (Kelvin) ed è la grandezza che

fornisce la misura dallo stato termico in un corpo.

T = T + 273,16

k °c

f. Intensità luminosa u.d.m : cd (candela)

g. Quantità di sostanza u.d.m : mol (mole) 2

2) GRANDEZZE DERIVATE : Grandezze che si possono trovare

tramite semplici operazioni aritmetiche 2

a. Area di un corpo u.d.m : m

3 3

b. Volume u.d.m : m 1dm = 1L

c. Velocità lineare u.d.m : m/s

2

d. Accelerazione u.d.m : m/s 2

e. Forza u.d.m : N Kg * m/s perché F

→

= m*a

f. Peso u.d.m : N e il peso è la forza con cui

un corpo viene attratto dalla Terra. Si misura con il

dinamometro e la sua formula è F = m* G con G = 9,8

2

m/s

g. Pressione u.d.m : Pa (pascal) P =

2

F/S : N/m 1 atm = 101325 Pa

1 atm = 760 mmHg = 760 Torr

p.s ogni 10 m la pressione incrementa/decrementa di 1

3

h. Densità d = M/V = kg/ m

D H O = 1g/ ml alla temperatura T = 4 °C

2

p.s Un materiale se galleggia è più denso, mentre se

sprofonda è meno denso.

i. Lavoro (energia) : L = F * s e ha come u.d.m : N*m = J

Tutte le energie si esprimono con questa unità di misura (J), infatti

questa è la quantità di energia che serve per innalzare un grammo

di sostanza di 1 °C.

j. Calore : 1 cal = 4.184 J

quindi il C ( H o) = 1 cal / g * °C = 4.184 J / g * °C

2

k. Carica Elettrica u.d.m = C ( Coulomb)

1 C = 1 A * s ( 1 ampere per secondo)

l. Potenza u.d.m = W (Watt)

1w = 1 J/s

m. Tensione Elettrica u.d.m = Volt

1 v = 1 w/A 3

n. Resistenza Elettrica u.d.m = (Ohm)

Ω

1 1 V / A

Ω =

MULTIPLI E SOTTOMULTIPLI 12

Tera 10

T- 9

Giga 10

G- 6

Mega 10

M - 3

Kilo 10

K- 2

Etto 10

h- 1

Deca 10

Da- -1

Deci 10

d- -2

Centi 10

c- -3

Milli 10

m- -6

Micro 10

- -9

Nano 10

- -12

Pico 10

p- -15

Femto 10

F- -18

Atto 10

A-

Arrotondamenti

1 L Sono 3 modi diversi, infatti il livello

1.0 L più preciso è l’ultimo

1.00L

Nei problemi bisogna utilizzare lo stesso livello di precisione.

Regole per la determinazione delle cifre significative

1 Tutti i numeri diversi da zero sono significativi (es. 135,4 ha

4 C.S)

2 Gli zeri compresi tra due cifre diverse da zero sono significativi.

3 Gli zeri a sinistra della prima cifra significativa non sono

significative

(es. 0.13 ha 2 C.S)

4 Gli zeri a destra sono significativi (es. 1,000 ha 4 C.S)

Esempio

A = 51,0 g ? A + B + C

B = 23 g

C = 3,005 g 4

A+B+C = 51,0 g + 23 g + 3,000 g = 77, 005 g

La precisione da prendere in considerazione è quella che ha meno

cifre significative, perciò il nostro risultato finale sarà pari a 77 g.

Regole arrotondamenti

15,376 g → 15,4

15,334 g → 15,3

15,350 g (perché la cifra precedente il 5 è

→ 15,4

dispari) 15,250 g (perché la cifra precedente il 5 è pari)

→ 15,2

9/09/09 MATERIA

SOSTANZE MISCELE

PURE MISCELE

ELEMENTI COMPOSTI MISCELE OMOGENEE ETEROGENEE

ELEMENTI ATOMICI COMPOSTI IONICI

ELEMENTI COMPOSTI

MOLECOLARI

MOLECOLARI 5

La materia si divide in due categorie : miscele e sostanze pure.

Noi nella natura vediamo quasi sempre miscele ( come ad esempio

rocce), mentre sono più rare le sostanze pure ( come ad esempio

l’oro).

Una miscela è un insieme fisico di due o più sostanze e ha

composizione variabile.

Le miscele possono essere di due tipologie:

omogenee

1) : Le sostanze che le formano si trovano mescolate

in modo uniforme e presentano le stesse caratteristiche in ogni

punto

- gas/gas : es. aria

- solido / solido : es. lega metallica

- solido / liquido : es. acqua salata

- liquido / liquido : es. acqua e menta

eterogenee

2) : Le sostanze che le formano si trovano mescolate

in maniera non uniforme

- solido / solido : es. Ferro e sabbia

- solido / liquido : es . Sassi e acqua

- liquido / liquido : acqua e olio

EMULSIONE : è una dispersione, più o meno stabile, di un fluido

sotto forma di minutissime goccioline o bollicine (fase dispersa) in

un altro fluido non miscibile.

es. acqua in olio

SOSPENSIONE : è una miscela di un componente liquido/solido in

cui le particelle di solido sono visibili ad occhio nudo o al massimo

con un microscopio ottico.

Per separare le particelle solide dal liquido, si utilizza la filtrazione.

Il diametro delle particelle solide è > a 1000 nanometri.

COLLOIDI : Un colloide è una sostanza che si trova in uno stato

finemente disperso, intermedio tra la soluzione omogenea e la

dispersione eterogenea. 6

Il diametro delle particelle è compreso tra 1 nanometro e 1000

nanometri.

Per separare le particelle di sostanza dal liquido, si utilizza lo dialisi.

SOLUZIONI : è una miscela di soluto e solvente, in cui le particelle

non si possono distinguere otticamente.

Il diametro delle particelle è < di 1 nanometro.

La parola soluzione viene anche utilizzata al posto di miscela

omogenea. COLLOIDI

1 nanometro < diametro < 1000 nanometri.

SOL GEL AREOSOL

Sono masse Si divide in Fumi,

Sono soluzioni nel gelatinose costituite da

cui solvente si costituite da un particelle solide

trovano disperse liquido disperso disperse in un gas, e

particelle e inglobato nella Nebbie, costituite da

piccolissime di un particelle liquide

Tecniche di separazione

definita tecnica primitiva

1) Decantazione Il metodo consiste nel porre il materiale in

acqua e nell’asportare le componenti che

via via vengono depositarsi sul fondo. 7

Si usa solo per le miscele eterogenee, specialmente per

miscele solido/liqude.

2) Centrifugazione

Metodo di separazione utilizzata per miscele eterogenee che

sfrutta l’effetto della forza centrifuga. Consiste nel porre in

rotazione la sospensione, in modo che le diverse componenti

siano sottoposte alla forza centrifuga; questa, più intensa per le

componenti di densità maggiore, porta le particelle più pesanti

lontano dal centro di rotazione, lasciando quelle meno dense più

vicino al centro Ha .ovviamente, come risultato una separazione

.

più efficiente.

3) Filtrazione

Processo di separazione di un solido dal liquido

in cui si trova sospeso; si effettua facendo

passare

la sospensione attraverso un mezzo poroso

permeabile ai liquidi.

4) Cristallizzazione

La sostanza impura in oggetto viene portata in soluzione in poco

solvente e viene sottoposta a riscaldamento. Man mano che la

germi di

soluzione si concentra, cominciano a formarsi i primi

cristallizzazione. Questo sistema permette un passaggio di stato da

liquido a solido.

5) Distillazione 8

È una tecnica di separazione che sfrutta la differenza dei punti di

ebollizione delle diverse sostanze presenti in una miscela. È usata

sia per separare miscele liquide omogenee.

A circa 80° il vapore dell’alcool sale attraverso il tubo.

Se la temperatura continua a rimanere ad 80°C, significa che sta

passando l’alcool.

6) Cromatografia (per miscele omogenee)

È una tecnica inventata nel 1906 dal russo Mikhail Tswett, ed è

utilizzata per separare sostanze pure da miscele complesse, basata

sui principi dell’adsorbimento selettivo.

È una tecnica largamente usata che comprende diversi metodi. Il

più semplice, che non richiede particolari strumenti, è la

cromatografia su carta e su strato sottile. Si utilizza per la

separazione un solvente e una lastrina o della carta da filtro (fase

stazionaria). La miscela dei coloranti si separa nei suoi componenti

grazie alla diversa solubilità che questi hanno nel solvente e alla

diverse interazioni che stabiliscono con la fase stazionaria. 9

SOLUZIONI

In chimica, miscela omogenea di due o più sostanze; la sostanza

presente in quantità maggiore, che può essere solida, liquida o

gassosa, è detta solvente, mentre quella presente in quantità

minore, in genere solida o liquida, è detta soluto.

Se nella soluzione rimane ancora il soluto, viene definita una

soluzione satura, poiché il solvente è troppo poco.

CONCENTRAZIONI DELLE SOLUZIONI

La concentrazione indica la quantità di soluto presente in una

soluzione.

I metodi per esprimere la concentrazione sono vari:

- % m/m la massa del soluto / massa della soluzione * 100

-% m/v massa soluto (g) / volume della soluzione(ml) * 100

- % v/v volume soluto (ml) / volume soluzione (ml) * 100

SOSTANZE PURE

Sono sostanze che presentano una composizione costante e di

questo gruppo vi fanno parte gli elementi.

Gli elementi sono sostanze pure in cui le specie chimiche non sono

più scomponibili in specie più semplici, in quanto formate da atomi

o molecole dello stesso tipo.

Essi possono essere atomici ( formato tutto dallo stesso tipo come

l’oro = Au) o molecolari.

Le molecole biatomiche sono l’ idrogeno (H ), ossigeno (O ), azoto

2 2

(N ), fluoro (F ), cloro (Cl ), bromo (Br ), iodio (I ).

2 2 2 2 2

Alcuni elementi erano noti nell’antichità, e pian piano se ne sono

scoperti di più, anche grazie allo sviluppo della tecnologia. Sono più

di 110.

P.s. Alcuni nomi derivano dal latino, altri dagli scopritori.

TAVOLA PERIODICA 10

La tavola periodica è stata creata nel 1869, dal russo Mendeelev.

Sono stati classificati secondo una logica ben precisi.

GRUPPI:

IA Metalli alcalini

IIA Metalli alcalino terrosi

Metalli di transizione

VI A Calcogeni

VIIA Alogeni

VIIIA Gas Nobili

11/09/09

Da notare : Riguardo la scaletta presente nella tabella ( colore

grigio/ blu), gli elementi presenti nella parte sinistra a questa, sono

metalli, mentre quelli presenti a destra sono non metalli.

Gli elementi che si trovano in confine vengono chiamati semi-

metalli, i quali hanno un comportamento piuttosto ambiguo.

PROPRIETA’ DEI METALLI

 Tendono ad essere solidi, tranne il mercurio (Hg)

 Sono lucenti

 Sono duttili ( cedevoli, malleabili, possono essere trasformati

in fili sottili)

 Sono malleabili ( possono essere ridotti in lamine sottili senza

subire rotture)

 Sono buoni conduttori del calore e dell’elettricità

 Tendono a perdere elettroni, quindi si ossidano. 11

PROPRIETA’ DEI NON-METALLI

 Per la maggior parte sono gas, ci sono pochi solidi e un liquido

(Bromo)

 Non sono lucenti (es. zolfo)

 Non sono duttili e malleabili

 Sono cattivi conduttori

 Tendono ad acquistare elettroni

A : Numero di massa equivale alla somma dei protoni e dei

→

neutroni

Z : Numero atomico equivale al numero di protoni che ci sono

→

nel nucleo

Se un elettrone viene perso/ ceduto, l’atomo diventa uno ione

positivo ( o catione). + -

Es. Li Li + 1e

→

Mendeleev scopre che nel gruppo IA hanno nell’ultimo orbitale un

-

elettrone, quindi questo gruppo ha più possibilità di perdere un e ,