Introduzione alla chimica 3

Capitolo tre - introduzione alla chimica

Proprietà fisiche e chimiche delle sostanze

Le proprietà delle sostanze si dividono in:

Proprietà fisiche

Le proprietà fisiche sono osservate e misurate senza variare la composizione della sostanza.

• Es. colore, aspetto, stato di aggregazione.

Le proprietà fisiche ci permettono di classificare ed identificare le sostanze. Alcune proprietà fisiche dipendono dalla temperatura (es. densità, volume).

Proprietà chimiche

Le proprietà chimiche descrivono la capacità di una sostanza di reagire con altre sostanze per dar luogo a nuovi composti.

• Es. una proprietà chimica del gas idrogeno è quella di reagire violentemente con il gas ossigeno per formare l'acqua.

Dipendenza delle proprietà fisiche dalla temperatura

La densità dell'acqua aumenta al diminuire della temperatura fino a raggiungere il suo valore massimo a 3,98°C (0,999973 g/cm³). Se l'acqua si raffredda al di sotto dei 0°C si forma il ghiaccio. L'acqua è l'unica sostanza la cui fase solida è meno densa di quella liquida, cosicché il ghiaccio galleggia sull'acqua liquida. Il volume di una data massa di liquido cambia con la temperatura. Questo è il motivo per il quale la vetreria da laboratorio usata per misurare con precisione il volume delle soluzioni, riporta sempre l'indicazione della temperatura alla quale è stata calibrata.

Trasformazioni fisiche e trasformazioni chimiche

Trasformazioni fisiche

Le trasformazioni fisiche comportano variazioni delle proprietà fisiche. In una trasformazione fisica l'identità di una sostanza viene conservata, anche se è cambiato il suo stato fisico o la dimensione e la forma. Una trasformazione fisica non porta alla formazione di una nuova sostanza; le specie (atomi, molecole o ioni) presenti prima e dopo sono sempre le stesse.

Trasformazioni chimiche

Le trasformazioni chimiche comportano una variazione della composizione chimica delle sostanze con formazione di nuove sostanze. Nelle trasformazioni chimiche le sostanze originarie si dicono reagenti, le nuove sostanze che si formano nella reazione prendono il nome di prodotti.

Esempio di trasformazione chimica - la reazione fra idrogeno ed ossigeno:

• (a) Un pallone pieno di molecole di idrogeno gassoso è circondato dall'ossigeno presente nell'aria. (Il pallone si libra nell'aria perché l'idrogeno è meno denso dell'aria).
• (b) Quando vengono scaldati con la fiamma di una candela, H₂ ed O₂ reagiscono per dare acqua, H₂O.

Curiosità

L'idrogeno è il gas meno denso che esista (15 volte meno denso dell'aria) e un tempo era utilizzato per riempire palloni e dirigibili. Quest'uso fu abbandonato nel 1937, dopo l'esplosione a Lakehurst (New Jersey) del dirigibile tedesco a idrogeno Hindenburg. Gli areostati e i palloni meteorologici moderni sono riempiti con elio gassoso che non è reattivo e ha una densità circa 7 volte minore di quella dell'aria.

Reazioni chimiche e equazioni chimiche

Quando il sodio reagisce con cloro gassoso si forma cloruro di sodio. Il prodotto è una sostanza completamente nuova ed è chimicamente e fisicamente diverso da tutti e due i reagenti.

Reazione: Na(s) + Cl₂(g) → NaCl(s) (non bilanciata)

Equazione chimica

L'equazione chimica è una rappresentazione di una reazione chimica attraverso le formule chimiche dei reagenti e dei prodotti separati da una freccia. Nelle equazioni chimiche tutte le sostanze allo stato elementare sono rappresentate dal simbolo dell'elemento.