Chimica generale e inorganica

P.1. NOMENCLATURA DEI SALI ACIDI

I sali acidi sono sali che contengono ancora uno o più atomi di idrogeno sostituibili (protoni),

derivanti da acidi. Questi sali si formano quando un acido (con idrogeno) reagisce con una base. In un

sale acido, l'anione non è completamente deprotonato.

Regole di nomenclatura:

• Si usa il nome del catione seguito dal nome dell'anione, modificato per indicare la presenza di

idrogeno.

• Se l'acido da cui proviene il sale ha una terminazione "-ico", il sale avrà la stessa terminazione per

l'anione (es. acido solforico → solfato, sale acido solfato).

• Per i sali acidi derivati da acidi polibasi, si può aggiungere la parola "acido" per evidenziare la

presenza di protoni non sostituiti.

Esempi di sali acidi:

• Idrogenosolfato di sodio (NaHSO₄) – Derivato dall’acido solforico (H₂SO₄).

• Idrogenocianuro di potassio (KHCN) – Derivato dall’acido cianidrico (HCN).

• Idrogenocarbonato di sodio (NaHCO₃) – Derivato dall’acido carbonico (H₂CO₃).

P.2. NOMENCLATURA DEI SALI BASICI

I sali basici sono sali che contengono un catione basico (tipicamente proveniente da una base) legato a

un anione derivante da un acido, ma con una quantità in eccesso di OH⁻ (ioni idrossido).

Regole di nomenclatura:

• Si usano il nome del catione e l'anione dell’acido, ma se il sale è basico, viene indicato che

contiene idrossido, solitamente con la parola "idrossido" nel nome.

Esempi di sali basici:

• Carbonato basico di rame(II) (Cu₂(OH)₂CO₃) – Derivato dall'acido carbonico (H₂CO₃).

• Idrossido di alluminio (Al(OH)₃) – Un sale basico derivato da un’acido (HCl).

P.3. NOMENCLATURA DEI SALI DOPPI

I sali doppi sono composti che contengono due cationi diversi e un unico anione. Questi sali sono

generalmente formati da due sali monovalenti che reagiscono insieme. 36 di 69

Gallelli Eleonora

Regole di nomenclatura:

• La nomenclatura di un sale doppio è composta dai nomi dei due cationi e dell'anione, separati da un

trattino.

• Il catione con la carica minore viene sempre posto per primo, seguito dal catione con la carica

maggiore.

• L'anione, di solito, non cambia, a meno che non sia un anione complesso.

Esempi di sali doppi:

• Solfato di potassio e sodio (KNaSO₄) – Contiene il catione potassio (K⁺) e sodio (Na⁺).

• Cloruro di ammonio e sodio (NaNH₄Cl) – Contiene sodio (Na⁺) e ammonio (NH₄⁺).

• Solfato doppio di alluminio e potassio (KAl(SO₄)₂) – Contiene alluminio (Al³⁺) e potassio (K⁺).

6. LO STATO GASSOSO

A. LO STATO AERIFORME

È definito gas quando si trova al di sopra della temperatura critica; é definito vapore quando si trova

al di sotto della temperatura critica.

La temperatura critica é la temperatura al di sopra della quale un gas non può essere liquefatto

Le caratteristiche della materia allo stato aeriforme sono:

• Le molecole sono molto distanti tra loro;

• Le forze di attrazione tra molecola e molecola sono quasi nulle;

• Un gas non possiede forma e volume propri, ma assume quelli del recipiente che lo contiene;

• La totale visibilità delle diverse sostanze allo stato a riforme.

Un sistema gassoso è perfettamente definito quando sono note pressione, volume del recipiente e

temperatura del sistema. La pressione esercitata da un gas sulle pareti del recipiente che lo contiene è

determinata dagli urti impartiti sulle pareti dalle singole particelle, ai quali è associata una forza

d’urto.

A.1. UNITA PRATICHE

• Volume = [lunghezza] m

3 3

• 1 l = 10 m = 1 dm

-3 3 3

• 1 ml = 1 cc = 1 cm = 10 l

-3 -3

• Temperatura assoluta in Kelvin: T (K) = t (°C) + 273, 15 (Lo zero assoluto: 0 K = -273,15°C è il

limite minimo di temperatura fisicamente concepibile. E’ la temperatura alla quale si annulla la

pressione del gas perfetto. Lo zero assoluto corrisponde ad assenza di urti, ossia di ogni moto

molecolare = stato cristallino perfetto).

B. GAS IDEALI

I gas ideali:

• Particelle puntiforme, molecole con un volume di ingombro molto piccolo;

• Non esercitano tra di loro, nessun tipo di interazione né di tipo attrattivo né di tipo repulsivo;

• Si comportano come sfere perfettamente elastiche sia negli urti tra le molecole di gas che tra esse e

le pareti del recipiente;

I gas reali hanno invece un volume finito e sono costituita atomi o molecole che accerta distanza

esercitano tra loro interazioni attrattive o repulsive.

Le condizioni sono pressioni molto basse e temperature elevate.

Secondo la legge di Boyle, a temperatura costante, il volume di una certa massa di gas è inversamente

proporzionale alla pressione P 2

T cost: P1V1= V 2 37 di 69

Gallelli Eleonora

Secondo la legge di Charles, a pressione costante, il volume di un dato campione di gas è una

funzione lineare della sua temperatura V 1 T 1

=

P cost: → isobara

V 2 T 2

Secondo la legge di Gay-Lussac, a volume costante, le pressioni di un dato campione di gas sono

direttamente proporzionali alle rispettive temperature

P1 T 1

=

V cost: P cost: → isocora

P 2 T 2

B.1. PRINCIPIO AVOGADRO

Secondo questo principio, a volumi uguali di gas nelle stesse condizioni di temperatura e pressione

contengono un ugual numero di molecole.

A temperatura e pressione costanti il volume di un gas è direttamente proporzionale al numero di moli

di gas presente V 1 n1

=

V 2 n 2

Si definisce il volume molare standard, il volume occupato da una mole di gas a condizioni normali

(c.n.) Vm = 22,4 l/1 mole P =1 atm T =273 K

B.2. EQUAZIONE DI STATO DEI GAS IDEALI

1. Espansione a temperatura costante (legge di Boyle);

2. Espansione a pressione costante (legge di Charles)

→ PV = n.R.T,

dove

R: 8,31 N m/mole K.

B.3. DETERMINAZIONE DEL PESO MOLECOLARE DI UN GAS

• PV = n.R.T

m

PV = . RT

• M

m P

= d = M .

• V RT

É utile usare il metodo delle densità relative.

C. MISCELE DI GAS - LEGGE DI DALTON

Secondo la legge di Dalton, la pressione totale di una miscela di gas è uguale alla somma delle

pressioni parziali dei gas componenti la miscela.

La pressione parziale è la pressione che ogni gas, componente di una miscela, eserciterebbe se

occupasse da solo il recipiente, alla medesima temperatura.

La pressione parziale di un componente di una miscela gassosa è uguale al prodotto della sua frazione

molare per la pressione totale, cioè p1 = X1 . P

Il volume totale di una miscela di gas è uguale alla somma dei volumi parziali dei gas componenti la

miscela.

Il volume parziale è il volume che ogni gas, componente di una miscela, occuperebbe da solo alla

medesima pressione e temperatura della miscela. 38 di 69

Gallelli Eleonora

Il volume parziale di un componente di una miscela gassosa è uguale al prodotto della sua frazione

molare per il volume totale, cioè: n1

v1 = N . V

C.1. DENSITÀ DI UNA MISCELA GASSOSA m M . P

=

d = V R . T

D. GAS REALI

Le molecole hanno un volume d’ingombro non trascurabile; il volume occupato dalle molecole

(covolume) = nb (b = volume occupato di 1 mole di molecole di gas).

E. LIQUEFAZIONE DEGLI AERIFORMI - FENOMENI CRITICI

F. DISSOCIAZIONE GASSOSA

Alcune sostanze gassose mostrano valori progressivamente decrescenti di densità relativa mano a

mano che la temperatura del gas aumenta.

α é il grado di dissociazione, ossia la frazione di molecole che all’equilibrio si è dissociata, e si trova

cosi: α = molecole dissociate/molecole iniziali.

La densità può essere:

• Densità teorica: densità di una sostanza non dissociata;

• Densità sperimentale: densità di una sostanza dissociata.

G. CHI ASSOMIGLIA DI PIU A UN GAS IDEALE?

L'elio e l'idrogeno sono tra i gas che più assomigliano a un gas ideale, specialmente in condizioni di

temperatura elevata e bassa pressione.

Come determinare se un gas si comporta idealmente:

1. Condizioni di bassa pressione e alta temperatura: l'alta temperatura riduce l'influenza delle forze

attrattive tra molecole. La bassa pressione riduce l'importanza del volume proprio delle molecole

rispetto al volume totale del gas;

2. Coefficiente di comprimibilità Z: deve essere vicino a 1

PV

(Z = );

n RT

3. Tipologia di gas: I gas monoatomici leggeri (come l'elio e il neon) tendono a comportarsi più

idealmente rispetto ai gas molecolari pesanti. Questo perché hanno interazioni deboli e volumi

propri ridotti. I gas come l’idrogeno e l'elio sono buoni esempi di gas che si avvicinano al

comportamento ideale.

4. Equazione di stato di Van Der Waals.

7. I LIQUIDI E I CAMBIAMENTI DI STATO NEI SISTEMI AD UN

COMPONENTE

A. LO STATO LIQUIDO

I liquidi hanno le seguenti caratteristiche:

• Hanno un volume definito (sono leggermente comprimibili);

• Non hanno una forma definita;

• Hanno una densità elevata;

• Sono fluidi;

• Diffondono attraverso gli altri liquidi con cui sono miscibili;

• Sono formati da gruppi di particelle che sono abbastanza vicine le une alle altre; le particelle si

muovono nelle tre dimensioni;

• Sottoposti a riscaldamento si dilatano molto meno dei gas. 39 di 69

Gallelli Eleonora

B. TENSIONE SUPERFICIALE

La tensione superficiale é definita come la forza che fa si che i liquidi assumano a parità di volume la

minore superficie esterna.

• Liquidi con legami idrogeno (come l’acqua) tendono ad avere una tensione superficiale elevata;

• Liquidi con forti forze di van der Waals (come il mercurio) possono avere una tensione superficiale

molto alta;

• Liquidi apolari (come gli idrocarburi) tendono ad avere una bassa tensione superficiale perché le

loro forze intermolecolari sono relativamente deboli.

C. AZIONE CAPILLARE

• Forze coesive: sono quelle forze che mantengono una sostanza allo stato liquido;

• Forze adesive: sono quelle forze di attrazione tra un liquido ed un’altra superficie.

D. VISCOSITÀ

La viscosità è la resistenza di un liquido a fluire.

E. EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPORE

L'evaporazione è il processo in cui un liquido viene trasformato in vapore. A recipiente aperto, tutto il

liquido evapora mentre a recipiente chiuso si stabilisce un equilibrio tra liquido e vapore.

F. TENSIONE DI VAPORE

La tensione di vapore è la pressione del vapore in equilibrio con il liquido. Quella dei liquidi

aumenta sempre