Chimica

FORZA

La pressione atmosferica standard o normale, è quella misurata alla latitudine di 45°, al livello del mare ad una temperatura di 0°C su una superficie unitaria di 1cm, corrisponde alla pressione di una colonnina di mercurio di 760mm.

TEMPERATURA

La temperatura è la misura dello stato di agitazione delle molecole di un corpo, indica lo stato termico di un sistema e si può utilizzare per prevedere la direzione verso la quale avviene lo scambio termico fra i due corpi. T(k) = T(C°) + 273,15

LEGGE DI BOYLE

La legge di Boyle mette in relazione pressione e volume. Boyle dimostra che ad una temperatura costante, il prodotto pressione*volume rimane costante. Quindi in un grafico che mette in relazione pressione e volume troveremo un'iperbole. A temperatura costante, il volume occupato da una definita massa di gas è inversamente proporzionale alla pressione applicata.

LEGGE DI CHARLES E GAY-LUSSAC

La legge di Charles e Gay-Lussac mette in relazione volume e temperatura. A pressione costante il volume...

occupato da una massa definita di gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura. Mettendo insieme legge di Boyle e legge di Charles viene fuori la legge combinata dei gas.

LEGGE DI AVOGADRO= volumi uguali di gas diversi, misurati alle stesse condizioni di temperatura e pressione, contengono lo stesso numero di particelle. V è direttamente proporzionale al numero di moli n.

Se rimuoviamo un po' di gas il volume diminuisce e viceversa. Il volume di un gas può essere adoperato come misura della quantità di sostanza.

Il volume occupato da una mole di gas in condizioni standard di temperatura e pressione è detto volume molare standard ed equivale a 22,4L per i gas ideali.

Queste tre leggi insieme permettono di definire l'equazione dei gas ideali, un gas ideale è un gas che obbedisce esattamente a queste leggi. PV= n*R*T in cui R è la costante dei gas, mette in relazione le 4 proprietà.

Questo modello dei gas ideali, con poche modifiche,

può essere valido anche per i gas reali.

I GAS IDEALI= composti da particelle tutte uguali tra loro aventi stessa massa. Le particelle/molecole si muovono in moto rettilineo uniforme in tutte le direzioni e con tutte le velocità.

Il volume delle particelle è trascurabile rispetto al volume a disposizione. Non esistono interazioni né attrattive né repulsive tra molecole o tra particelle e le pareti del recipiente.

Gli urti tra le particelle del gas e le pareti del recipiente sono perfettamente elastici, cioè l'energia cinetica delle particelle rimane uguale prima e dopo l'urto, così da non avere né acquisto né perdita d'energia. Gli urti sulle pareti determinano la pressione del gas.

TEORIA CINETICA DEI GAS= afferma quindi che l'energia cinetica traslazionale media di una particella è proporzionale alla temperatura assoluta (K), all'aumentare della temperatura aumenta l'energia cinetica.

La temperatura è correlata al movimento traslazionale delle particelle. La formula 3 kTEC= vale anche per solidi e liquidi, anche se nei solidi l'energia cinetica è dovuta alle oscillazioni delle molecole e nei liquidi è la risultante fra l'energia tipica dei gas e quella dei solidi. Non si può calcolare l'energia cinetica di ogni singola particella poiché queste hanno tutte velocità diverse che cambiano anche dopo gli urti. Nei gas ideali, l'energia cinetica traslazionale media e quindi anche la velocità sono comprese tra 0 e infinito. Possiamo calcolare l'energia cinetica più probabile, quindi quella posseduta dal maggior numero di particelle. Le particelle che hanno energia cinetica maggiore di quella più probabile sono di più di quelle che hanno energia cinetica minore di quella più probabile. Dunque, l'energia cinetica media delle particelle è maggiore.

dell'energia cinetica più probabile. All'aumento della temperatura aumenta l'energia cinetica traslazionale media e quindi anche l'energia cinetica traslazionale più probabile. GAS REALI: sempre in condizioni ordinarie, la maggior parte dei gas reali si comporta come i gas ideali, quindi anche a questi si può ricondurre l'equazione dei gas ideali. I gas reali sono quei gas che non obbediscono perfettamente alle leggi dei gas; anche se le rispettano, le uniche variazioni si possono avere a temperature basse o pressioni elevate. VOLUME MOLARE STANDARD dei gas reali: è il volume molare in condizioni standard (0°C e 10 pascal ovvero 1 bar). Ed è di circa 22,7 gm/mol. Prima le condizioni standard prevedevano 1 atm (1013253Pa) e ad 1 cm il volume molare è di 22,4 L, la differenza è dovuta al fatto che 22,4 è stata misurata in atm, 22,7 in pascal. LEGGE DI DALTON DELLE PRESSIONI PARZIALI: Ladifferenze significative. I gas reali possono deviare dal comportamento ideale a causa delle interazioni intermolecolari, che possono influenzare la pressione parziale di ciascun componente. Inoltre, i gas reali possono subire una diminuzione di volume a causa delle forze di attrazione tra le molecole, mentre i gas ideali sono considerati puntiformi e non hanno volume. Un'altra differenza tra gas reali e gas ideali riguarda la compressibilità. I gas reali possono essere compressi in modo significativo, mentre i gas ideali sono considerati incompressibili. Infine, i gas reali possono subire delle reazioni chimiche o interazioni con altre sostanze presenti nella miscela, mentre i gas ideali sono considerati non reattivi e non interagiscono con gli altri componenti. In conclusione, la pressione parziale di un componente in una miscela di gas può essere calcolata considerando il comportamento ideale dei gas, ma è importante tenere conto delle differenze tra gas reali e gas ideali quando si lavora con condizioni estreme o si considerano interazioni intermolecolari.È l'energia posseduta dal sistema a livello microscopico come sommatoria di energia cinetica e potenziale, sarà minore nei gas reali rispetto a quella dei gas ideali. STRUTTURE CRISTALLINE: sono importanti per capire le proprietà macroscopiche della materia, ad esempio la malleabilità. Tutti i cristalli sono caratterizzati da una disposizione ordinata di atomi, molecole o ioni che si ripetono regolarmente. CELLA ELEMENTARE: è quella più piccola parte che descrive interamente la struttura di un cristallo, dalla ripetizione dell'intera cella nelle tre dimensioni si ha l'intero reticolo. Esistono 7 tipi di celle elementari: Cubica, Tetragonale, Ortorombica, Romboedrica, Monoclina, Triclina, Esagonale. I punti reticolari sono i vertici della cella in cui si dispongono atomi, molecole o ioni. Un solido amorfo invece non possiede un arrangiamento ben definito e un ordine molecolare a lungo raggio. Tipi di cristalli: - Cristalli ionici: lainsieme da legami metallici. Gli atomi metallici sono caratterizzati dalla presenza di elettroni liberi che si muovono liberamente all'interno del reticolo cristallino. Questo conferisce ai cristalli metallici proprietà come la conducibilità termica ed elettrica, la malleabilità e la duttilità. Inoltre, i cristalli metallici hanno punti di fusione relativamente bassi e sono generalmente solidi a temperatura ambiente. Cristalli molecolari= i punti reticolari sono occupati da molecole tenute insieme da forze intermolecolari. Queste forze sono più deboli rispetto ai legami covalenti o metallici, quindi i cristalli molecolari sono generalmente meno duri e hanno punti di fusione più bassi. Inoltre, le molecole nei cristalli molecolari sono in genere non polari o debolmente polari, il che significa che non conducono bene l'elettricità. Cristalli ionici, covalenti, metallici e molecolari sono tutti esempi di solidi cristallini, che sono caratterizzati da una struttura regolare e ordinata a livello atomico o molecolare. Questa struttura cristallina conferisce ai solidi proprietà specifiche che dipendono dal tipo di legame presente e dalla disposizione degli atomi o delle molecole nel reticolo.

insieme da legami metallici. Possono essere teneri o duri, con punti di fusione bassi o elevati. Sono buoni conduttori di calore ed elettricità poiché gli elettroni formano un’unica nube e sono quindi abbastanza liberi di muoversi.

Cristalli molecolari= i punti reticolari sono formati da molecole, quindi le interazioni tra le molecole variano da quelle di Van der Waals a legami a idrogeno, dunque molto deboli. Sono teneri, con basso punto di fusione, cattivi conduttori elettrici e termici perché gli elettroni non possono muoversi da una molecola all’altra.

*il vetro al quarzo non è un cristallino, è ottenuto dalla fusione di materiali inorganici raffreddati allo stato rigido senza cristallizzare.

LIQUIDI

Lo stato gassoso e solido sono i due stati limite di aggregazione della materia. I solidi hanno una disposizione ordinata delle particelle che lo compongono, perciò hanno forma e volume propri e siccome le particelle sono molto vicine le

une alle altre sono incomprimibili e più duri rispetto ai gas. Lo stato gassoso è determinato dall'energia cinetica di traslazione delle particelle, molto superiore rispetto alle forze di coesione fra le stesse, perciò sono facilmente comprimibili. Lo stato liquido è intermedio fra stato solido e gassoso. Tutte le sostanze liquide, a condizioni ambientali, sono legate da forze di Van der Waals e legami a idrogeno, a eccezione del mercurio. Le forze di coesione tra particelle nei liquidi (energia potenziale) sono ancora prevalenti come nel solido, per cui i liquidi hanno un volume proprio pressoché incomprimibile. Ma allo stesso tempo questa energia potenziale è contrastata dall'energia cinetica traslazionale media delle stesse particelle. Dunque il liquido ha caratteristiche intermedie.