Appunti esame di Chimica

Cap. 10 I Gas

Proprietà dei gas (10.1)

Vapore: stato gassoso

I gas:

• Si espandono rapidamente e occupano tutto il loro contenitore
• Le loro volume ≠ dalla volume del loro contenitore
• Sono molti comprimibili (occupano l'intero volume a dispozione)
• Viviamo in una miscela di gas - l'atmosfera

Pressione (10.2)

Pressione (P) = E/A (forza/superficie)

Pressione atmosferica e barometro

Pressione atmosferica: forza esercitata dalla atmosfera sulla superficie

Pressione atmosferica che entra nei polmoni attraverso una bomba a vuoto; la pressione di 10 m³ di vuoto è diretta a nulla; forza esercitata dalla pressione nella bombola.

Cose da ricordare:

Abbiamo calcolato P = F/A e sviluppato per la seconda legge della dinamica F=ma.

• La massa di un colone d'aria è di 10,000 kg.
• F = m·g = 10,000 kg·9.8 m/s² = 1.0·10⁵ kg· m/s² = 1.0·10⁵ N
• P = F/A = 1.0·10⁵ N/m² = 1.0·10⁵ Pa = 1.0·10² kPa = 1 bar

Unità base colonna d'aria Passcal

Barometro - strumento che dimostra che l'atmosfera esercita una pressione lungo una colonna di mercurio lunga 1 metro.

Funzionamento da Torricelli: colonna sopra dal tubino di vetro chiuso, al meteo esterno la pressione si riceppa di mercurio e pieno riestri un equilibrio con l’atmo esterno alla colonna e calcolato.

L'altezza h della colonna di mercurio è una misura della pressione atmosferica e cambia in funzione della variazione di quest'ultima.

PRESSIONI ATMOSFERA STANDARD

pressioni supponendo di mercurio alta 76mm

• 1013,25 hPa
• 101,325 KPa = 4,01 325 bar

LEGGI DEI GAS

le variabili necessarie per produrre dei gas:

• N = numero di moli (quantità di gas)
• T = temperatura
• P = pressione
• V = volume

La relazione pressione-volume: legge di Boyle

• Il volume aumenta quando la pressione diminuisce.
• Il volume di una certa quantità di gas mantenuto a temperatura costante è inversamente proporzionale alla pressione. PV = costante

Un esempio: quando respiriamo prima inspirazione

• Il volume dei polmoni aumenta → diminuisce la pressione all'interno dei polmoni.
• La cavità toracica si espande → il diaframma si abbassa.

Leggi di Gay-Lussac

1^a LEGGE:

Il volume di una certa quantità di gas mantenuta a pressione costante è direttamente proporzionale alla temperatura associata. V = costante

2^a LEGGE:

T = costante

La pressione di una certa quantità di gas mantenuta a volume costante è direttamente proporzionale alla temperatura.

Teoria Cinetico-Molecolare dei Gas

Teoria cinetico-molecolare: spiega il perché del comportamento dei gas.

1. Movimento gassoso: costituito da molecole che si muovono di moto continuo e rettilineo.
2. Volume molecolare trascurabile: il volume complessivo delle molecole è trascurabile rispetto al volume occupato dal gas.
3. Forze trascurabili: le forze attrattive e repulsive tra le molecole dei gas sono trascurabili.
4. Energia cinetica media costante: dipendono solo dalla temperatura.
5. Energia cinetica media proporzionale alla temperatura: l'energia cinetica media delle molecole è proporzionale alla temperatura assoluta.

Distribuzione delle velocità molecolari

Anche se le molecole di un campione hanno stessa energia cinetica media, le singole molecole si muovono in modo diverso.

Esiste però una velocità quadratica media (v_qms) data da:

v_media = velocità di una molecola che ha energia cinetica = energia cinetica media dell'ensemble.

Applicazione della teoria cinetico-molecolare alla legge dei gas

1. Effetto dell'aumento di volume a T costante:
   • Energia cinetica media invariata.
   • Velocità v_qms invariata.
   • Se V aumenta => le molecole devono percorrere distanza maggiore.
2. Un aumento di T a V costante => aumento di P

Alcune Proprietà dei Liquidi (14.3)

• Viscosità: kg/m⁻¹s

Viscosità: tendenza di un liquido a scorrere → in alcune zone intercorrenti: → il miele → l'eccesso del miele → dipende dalla coesione che → le molecole possono interferire.

Tensione superficiale

F/1m²

Tensione superficiale: è la proprietà che compiono "nell'acqua degli insetti".

• È questo il modo attraverso delle forze intermolecolari sulla superficie del liquido.
• Le molecole possono attrarre allo stesso modo in tutte le posizioni (situazioni) particolari: le molecole sono oggetto di una forza dentro l'interno.

Capillarità

Capillarità: fenomeno che si verifica quando ne sia un altro esempio → assorbe un pc, limitandosi dentro sulle forze delle componenti fondamentali tra dentro e dentro.

Passaggi di Stato (14.4)

Passaggio di stato: quando da uno stato differenziale si passa all'altro.

• Solido → liquido Fusione
• Solido → gassoso Sublimazione
• Liquido → gassoso Evaporazione
• Gassoso → liquido Condensazione
• Gassoso → solido Brinamento
• Liquido → solido Solidificazione

Cap. 12 - I solidi e i materiali moderni

Classificazione dei solidi (12.1)

• Esistono vari tipi di solidi:
  • Solidi metallici: caratterizzati da elettroni, numero carcassa e metodi forti
  • Solidi ionici: caratterizzati dall'interazione tra cationi e anioni
    • sono solidi metallici perché una conduzione per l'elettricità è resistenza per getti fluidi
  • Solidi covalenti: caratterizzati da una rete di legami covalenti
    • sono semiconduttori e sono isolatori (es. diamante)
  • Solidi molecolari: caratterizzati da forze intermolecolari
    • deboli = solidi teneri
  • Polimeri: caratterizzati da lunghe catene di atomi connessi
    • forte = solido e molecolare
    • noce, fatto = forza intermol. debole
    • sono + flessibili
  • Nanomateriali: le basse dimensioni del loro cristallo sono piccolissime

Strutture dei solidi (12.2)

Solidi amorfi e cristallini

• Solidi cristallini: solidi in cui gli atomi sono organizzati in modo ordinato = sempre presenti = punti regolati
• Solidi amorfi: non hanno nessun ordine = "senza forma"

(Cella elementare) e reticolo cristallino

Cella elementare = unità struttura ed è formata da una matrice (disposizione di atomi)

• Insieme ≠ reticolo cristallino (di luce e traccia)

Ogni punto reticolare ha una posizione definita dai vettori reticolari (a, b, c). L'alternanza delle distanza di tutte le celle.

• Reticolo obliquo: a ≠ b, Θ arbitrario
• Reticolo quadrato: a = b, Θ = 90
• Reticolo rettangolare: a ≠ b, Θ = 90
• Reticolo esagonale: a = b, Θ = 120
• Reticolo rombico: a ≠ b, Θ arbit. ≠ 90