Introduzione alla chimica

Capitolo uno - introduzione alla chimica

La chimica: una visione generale

Chimica = studia la composizione, la struttura, le proprietà e le trasformazioni della materia. La chimica è alla base della comprensione di molte discipline (biologia, geologia, mineralogia, etc.). La chimica è una scienza basata sul metodo scientifico.

Il metodo scientifico

• Definizione dell’obiettivo
• Raccolta di dati:
  • Qualitativi, osservazioni di tipo descrittivo
  • Quantitativi, numeri ottenuti da misure
• Formulazione ipotesi, spiegazione o previsione per un’osservazione o un fenomeno
• Esperimenti a supporto dell’ipotesi
• Formulazione della legge scientifica, che non viene spiegata
• Sviluppo di una teoria che spieghi le leggi fondate sulle osservazioni sperimentali (teoria può essere modificata o scartata a seguito di ulteriori evidenze sperimentali).

Sviluppo della chimica moderna

La chimica come scienza moderna si è sviluppata a partire dal 27^° secolo. Fondata su:

• Misure quantitative, risultati espressi in forma di numero
• Osservazioni qualitative, informazioni non numeriche (es. colore sostanza)

La parola ‘chimica’ deriva dal greco chemeia (si riferisce alla lavorazione dei metalli e alla loro trasmutazione). Deriva dal termine Khem (era denominato così l’antico Egitto, in onore delle tecniche egiziane di lavorare i metalli e delle primitive teorie della trasmutazione).

Antoine Lavoisier e l'importanza delle misure

Antoine Lavoisier fu il primo chimico ad apprezzare l’importanza di eseguire misure quantitative. Progettò bilance più accurate di quelle progettate precedentemente, con le quali scoprì la legge di conservazione della massa. Il Trattato elementare di chimica fu il primo libro di chimica basato su esperimenti quantitativi, qui Lavoisier presentò un quadro unificato delle conoscenze chimiche del tempo.

Il Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI)

Il sistema metrico è così chiamato perché deriva dal metro. Decimale perché ogni unità di misura ha multipli e sottomultipli. Le grandezze fisiche sono grandezze che si possono misurare. Il Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI) è una versione modificata del sistema metrico decimale (SDM), per riportare le misure. Qui le grandezze fisiche si dividono in:

• Fondamentali: Dalle grandezze fondamentali si ricavano le grandezze derivate. Ogni grandezza fondamentale ha una sua unità di misura la cui combinazione fornisce le unità di misura delle grandezze derivate.
• Derivate

Lunghezza e volume

Lunghezza: Unità di misura = metro. In chimica le misure sono riportate in centimetri, millimetri, micrometri o micron. Gli oggetti di scala atomica e molecolare hanno dimensioni dei nanometri o dei picometri. Il prefisso nano è usato anche nel nome della nuova scienza, nanotecnologia. Prima del SI, il metro definito era la lunghezza di una barra di platino conservata in Francia (metro standard). La definizione del metro attuale è stabilito in base alla velocità della luce nel vuoto.

Unità di misura negli Stati Uniti

• 1 in = 2,54 cm (in = inch (pollice))
• 1 yd = 0.914 m (yd = yard / yarda)
• 1 m = 1,094 yd

Volume e vetreria da laboratorio

Volume: Unità di misura = metro cubo (m³), in laboratorio si usa il litro (equivale al volume di un cubo con spigolo di 10 cm = 1 dm). Il volume è una grandezza derivata da una lunghezza (elevata al cubo). 1 L = (10 cm)³ = 1000 cm³ = 1 dm³. 1 mL = (1 cm)³ = 1 cc.

• Cilindro graduato
• Pipetta a bolla
• Buretta
• Pallone tarato-matraccio