Chimica

HO

Hat 02 Questa è la reazione di formazione dell’acqua, se avessi moltiplicato per 2 anziché per un mezzo

non avrei ottenuto la reazione di formazione

Tutti gli elementi allo stato fondamentale, come l’ossigeno, il calcio e così via, avranno sempre delta H zero uguale a zero.

Legge di Hess

Spiega che in delta H consideriamo solo gli stati iniziali e finali e non quelli intermedi (funzione di stato). Il delta H di una

reazione che può essere scomposta in più reazioni parziali, è uguale alla somma algebrica dei delta H dei singoli stadi.

kt

E media

cinetica

Ita energia

22

velocità più

Vip probabile

velocità media

Un

Nel grafico della Gaussiana il massimo non coincide con il

valore medio.

Effusione: flusso di molecole di gas, attraverso un piccolo foro, fra un recipiente sotto pressione ed uno a vuoto.

Velocità e massa molecolare sono inversi nella legge di Graham —> È

Vetto

Più aumentano le forze attrattive nelle molecole, più si abbassa il volume molare (quello dei gas ideali è 22,414 L/mol).

Fattore di comprimibilità (Z):

Z per una mole

PY

gas ideale

Z 1

Z<1 —> gas più comprimibile del gas ideale (coercibili)

Z>1 —> gas meno comprimibile del gas ideale (incoercibili)

Bisogna porre attenzione all’asse delle ascisse che indica la pressione esterna.

Quel che sta sotto Z indica i gas coercibili, mentre quelli che si trovano sopra Z

l’asse delle ascisse sono i gas incoercibili. interna

Pitale_a

Puale 1g pressione

Covolume

In

reale Videale

a e b assumono valori in base alle specie gassose.

a indica le forze attrattive intermolecolari, mentre b indica le forze repulsive intermolecolari e dipende dal volume delle

particelle.

Più le forze attrattive sono elevate, più è facile liquefare il gas.

Viscosità: è la resistenza che un liquido oppone allo scorrimento. Più è alto, meno velocemente scorre.

Il menisco è lo strato che separa il liquido dal vapore. Può essere concavo o convesso a seconda delle forze di coesione e di

adesione (coesione > adesione —> convesso, viceversa per l’altro).

Forze di coesione giustificano una viscosità elevata.

Proprietà collegative

Sono delle proprietà che non dipendono dalla natura del soluto ma dalla quantità di particelle. Queste sono:

• Abbassamento della tensione di vapore;

• Innalzamento della temperatura di ebollizione;

• Abbassamento della temperatura di congelamento;

• Pressione osmotica.

Nella tensione di vapore quel che evapora è solo il solvente (non la soluzione!).

Quando ci si trova sulle curve, ci si trova in due fasi; mentre

quando ci si trova solo in una zona, si ha una monofase.

Solo nel punto triplo coesistono le tre fasi.

Sopra i 374°C il gas non si può liquefare (diventa un liquido

supercritico).

Diminuisce la viscosità ma aumenta la viscosità nei fluidi

supercritici.

Elettroliti: sostanza che disciolta in acqua si dissocia in ioni positivi e negativi.

Si parla di ionizzazione quando un composto che contiene legami ionici si separa in ioni; si chiama dissociazione invece un

composto in cui ci sono legami covalenti e si separa comunque in ioni (in questo caso sarebbe sbagliato definirla ionizzazione

perché prima gli elementi erano tenuti da legami covalenti).

molecole

ionizzate

α iniziali

molecole

elettrolita

i 1 non

elettrolitaforte

Il sale che ha una tensione di vapore più alta è quello che ha il coefficiente di Vant Hoff più grande (nella formula si moltiplica

per i).

Dissociazione al 90% = alfa = 0,90.

Abbassamento relativo della tensione di vapore di

molti al

solvente che

AI solito

più

N sono

Iii rispetto

L’energia reticolare tiene gli ioni insieme all’interno di un solido

L’energia reticolare è negativa per definizione,

con il meno davanti diventa positiva; mentre

l’energia di idratazione è negativa.

di attivazione

L’energia è l’energia richiesta ai reagenti per poter diventare dei

prodotti (esempio del golfista che per mettere in buca la pallina deve farla

passare oltre la collinetta).

Reazione omogenea = stesso stato di aggregazione (o tutti gas o tutti liquidi o tutti solidi)

La velocità di reazione dipende da:

• Natura e concentrazione dei reagenti (es:maggiore frequenza di collisione);

• Stato fisico dei reagenti (es: maggiore superficie di contatto tra i reagenti, maggiore velocità);

• Temperatura;

• Catalizzatori.

Em mi RT

La costante di velocità dipende solo dalla temperatura e non dalle molecole.

ÈIN

AtB È una reazione elementare solo se avviene in un solo stadio (molto raro).

In un grafico maggiore è la pendenza, maggiore è la velocità.

RT

è di

h Arrhenius

A equazione

di

E attivazione

a energia

A tiene

di urti

che

fattore delle

molecole

conto

frequenza degli

Catalisi omogenea: se i reagenti e i catalizzatori costituiscono un’unica fase.

Catalisi eterogenea: se i reagenti e i catalizzatori costituiscono più fasi.

Il catalizzatore permette di abbassare l’energia di attivazione e quindi di alzare la velocità di reazione; è ininfluente però

nell’equilibrio chimico.

Equilibrio chimico

Se la costante di equilibrio è grande, allora la reazione sarà più spostata verso i prodotti.

Per una reazione di formazione devo ottenere una mole nei prodotti.

251st 72593

02

QP p

ipso

Qp = quoziente di reazione (adimensionato)

P = pressioni parziali

Po = pressione standard (1 bar). Divido per Po per rendere adimensionato Qp.

Qua si è sviluppato il calcolo in funzione della pressione ma si poteva fare anche con le concentrazioni.

È

ti p Quiz = perché la costante di equilibrio dipende dalla temperatura? (Per la formula)

e P

R K A Ke

L i

R verso reagenti

verso i

che prodotti

a perché

pochirag

peché

pochi

prodotti

I solidi messi vicini sono due fasi, mentre i liquidi solo una. Guarda CaCO3 —> CaO + CO2 (domanda da esame)

Tensione di vapore cambia solo con la temperatura.

Per capire meglio come varia con la pressione, guardare la presentazione sull’equilibrio chimico (8) slide 23.

Grado di elettrolita forte: alfa = 1

Grado elettrolita debole: 0 < alfa < 1

Le Chatelier

di

Principio

Le condizioni industriali per cui lavorare al meglio la specie chimica in presenza di catalizzatore, tenendo conto di pressione e

temperatura, è a 200-300 atm e 400 °C.

Solubilità molare: Massima quantità di sale solubile.

Acidi e basi

Acidi disciolti in acqua danno H3O+.

Forte: le molecole si dissociano completamente.

Debole: le molecole non si dissociano completamente.

Tutti gli acidi con più di un idrogeno sono acidi deboli, tranne acido solforico.

Gli unici ossiacidi forti sono: HNO3, H2SO4, HClO4.

Basi disciolti in acqua danno OH-.

Forte: tutti gli idrossidi.

Deboli: NH3 (ammoniaca), le ammine (derivati dell’ammoniaca), composti che hanno l’azoto e una coppia di elettroni solitaria.

Presenta maggior solubilità la sostanza che presenta degli ioni.

(La tensione di vapore cambia solo al cambiare di temperatura.)

Bronsted-Lowry

Acidi: sostanze in grado di donare protoni alle basi.

Basi: sostanze in grado di accettare protoni dagli acidi.

Qua non si parla di solvente! (A differenza di Arrhenius)

Una reazione acido base è un trasferimento protonico dall’acido alla base.

Lewis

Acido: specie che accetta una coppia di elettroni.

elettrofile.

Le sostanze con ottetto incompleto sono dette

Base: specie che cede una coppia di elettroni. nucleofile.

Le sostanze che donano una coppia di elettroni non impegnate in un legame, sono dette

Idrolisi: fenomeno di interazione tra sale e acqua che fa cambiare il pH.

Spontaneità

AV RTL

A A

USISTERA VAMBIENTE

VUNIVERVO

L’entropia dipende sia dalla complessità molecolare, che dal raggio atomico.

142 AS

LO

572 ASSO

L’ultimo esempio è spiegato dalla struttura delle molecole: il reagente è una struttura ciclica, mentre il prodotto è lineare (ha

più opzioni di movimento rispetto a quella ciclica).

Delta H < 0 => reazione esotermica

Delta H > 0 => reazione endotermica

Delta G = delta H (sistema) - T delta S (sistema)

Delta G < 0 reazione spontanea

Delta G > 0 reazione non spontanea

Delta G = 0 reazione all’equilibrio

99

03

Mg Cora

AS 70 perché

aumenta

entropia reagenti prodotti

g

g

il

aumenta aumenta l'entropia

gas

AG AH T AS

cost

AS P

AI Ink

mi di

RT

A

Δ Gm costante

G equilibrio

AGm O

se

all'equilibrio

Ink

Gm RT

Ink Arti

da te

T a

In AS Asa

_Api

Kna I Atti Atti

In 7

7

Arti

Reticolo FCC: reticolo a facce cubiche centrate. Ciascun atomo di carbonio SP3 ibridizzato si trova al centro di un tetraedro

che è formato da legami covalenti con altri quattro atomi vicini.

Caratteristiche:

• Bassa durezza;

• Bassissimi punti di fusione;

• Alta volatilità;

• Bassissima conducibilità elettrica.

Solidi ionici: solidi costituiti da un insieme di ioni legati tra loro tramite legami forti di natura elettrostatica.

Caratteristiche:

• Media durezza e alta fragilità;

• Alto punto di fusione;

• Bassa volatilità;

• Bassissima conducibilità allo stato solido;

• Alta conducibilità allo stato fuso.

Solidi metallici: solidi costituiti da un insieme di atomi legati tra loro da legami metallici.

Caratteristiche:

• Punto di fusione molto variabile;

• Bassa volatilità;

• Elevata malleabilità (laminazione) e duttilità (riduzione in fili);

• Alta conducibilità termica ed elettrica.

CCC: Cella cubica a corpo centrato, ha un corpo al centro del cubo.

Elettrochimica

Per convenzione a sinistra si considera l’anodo e la specie ossidata, mentre a sinistra il catodo e la specie ridotta.

Il potenziale di formazione (E°), nella semireazione di riduzione, indica quanto quel elemento tende a ossidarsi.

In una pila Daniell, il potenziale di formazione è uguale a: E°(Cu)-E°(Zn) = 1,10 V (catodo-anodo)

Legge di Nernst la E

E R<