Prima parte di Chimica

STUDIO DELLA CHIMICA

MATERIA: qualsiasi cosa che abbia massa e occupi spazio.

PROPRIETÀ: qualsiasi caratteristica che è possibile osservare in un campione di materia.

ATOMI: unità base di costituzione della materia (ogni elemento è formato da un solo tipo di atomo).

MOLECOLE: unità di 2 o più atomi legati insieme.

CLASSIFICAZIONE DELLA MATERIA

1. Sono stadi di aggregazione:

   • Forza di coesione assente
   • Gas: molecole vicine
   • Forze di coesione presenti
   • Liquido: molecole vicine con movimenti di scivolamento
   • Gas: molecole sempre in movimento con comportamenti casuali e ben dispersi
   • Liquido: non ha volume proprio ma molecole forze proprie
   • Solfidi: forze di coesione delle particelle di gas e liquidi sono forti

2. Composizione:

   • Gas: ha volume e forma propri sed esercita le forze e i vincoli del suo contenitore
   • Liquido: non ha volume proprio ma molecole forze proprie sed esercita le forze del contenitore che lo contiene
   • Solido: ha volume e forma definiti

3. Composizione:

   • Elementi: sostanze non divisibili in sostanze più semplici (1 solo tipo di atomo)
   • Composti: sostanze formate da più elementi (2+ tipi di atomi)

Miscele: combinazione di 2 o più sostanze in cui ogni sostanza conserva il suo distinto chimico

La maggior parte delle forze di miscelazione sono troppo forti e non è possibile estrarre le informazioni in analisi dalle sostanze pure

Miscele sono caratterizzate dalla distinzione e fra 2 o più componenti che totalizzano la composizione fondamentale

Le sostanze che formano una miscela sono dette componenti

Le miscele non sempre hanno la stessa composizione (proporzioni)

Miscele eterogenee: visibili per campioni esistenti e campioni per ogni campione (ex: legno)

Miscele omogenee: miscele con uniformi (es: aria)

Detti anche colloidi e soluzioni secondo la classificazione classica dei materiali.

Sono composte senza formula precisa

formate da:

• gruppi
• periodi

Materia

Quindi:

È un liquido omogeneo ?

• No: miscela eterogenea
• Sì: omogenea

Ha una composizione variabile ?

• No: sostanza pura
• Sì: miscela omogenea (soluzione)

Può essere separato in componenti più semplici ?

• No: elemento
• Sì: composto

Separazione di miscela

Miscela omogenea: distillazione

basandosi sulle proprietà delle sostanze di passare allo stato gassoso

Miscela eterogenea: si procede basandosi su proprietà chimiche, si procede per filtrazione

'ERRORE'

• strumenti (esatti): la loro tacca di suddivisione ridotta;
• numerosi (ricerchi): il loro valore è incerto

L'ERRORE È SEMPRE PRESENTE NELLE MISURAZIONI!

PRECISIONE: indica qual è la più piccola misura presa in accordo tra loro;

ACCURATEZZA: indica quanto ogni singola misura è vicina al corretto valore

CIFRE SIGNIFICATIVE: Tutte le cifre di una qualsiasi misurazione, più quella incertaPiù sono le cifre significative, più la misura è precisa.

Esempio: 0,9

1. se si trova come preso tra due cifre # 0 —> significative ex. 3,039
2. se cifra 0 nella coda numero di un numero 10 —> mai sono significative ex. 0,0026 e 0,57600
3. se cifra 0 come fine di un numero —> anche significative ex. 42,0
4. per con zero 0,3 o 0,09

in base a quanto detto, se c’è zero dopo l’esistenza del # 0 e prima della potenza decimale questa è cifra significative solo:

• 3,26 —> 3 cifre sign.
• 3,261 —> 4
• 3,26200 —> 5
• 3,020200 —> 8

PER I CALCOLI:

• addizione/sottrazione: il risultato ha lo stesso numero di cifre decimali di quella pesante meno valore base elemento cifra decimale.
• Quando ci sono * espressione uguale —> elemento decimale
• moltiplicazione/divisione: il risultato deve avere lo stesso numero di cifre di quell’espressione pesante con valore unitario del minimo numero cifre decimali.
• Quando ci sono * espressione segno —> cifre decimali

ARROTONDAMENTO 8

• se la cifra da eliminare è ≤ 5; il numero cifra eliminata ex. 7,548 = 7,2
• se la cifra da eliminata è ≥ 5; il numero che lo precede aumentato di 1.ex. 4,735 = 4,74 oppure 2,376 = 2,4

Numero atomico, numero di massa, isotopi

Perché un atomo di un elemento si differenzia da quello di un altro? Perché ogni atomo ha un numero di protoni.

Numero atomico

Numero di massa (n. di protoni + n. di neutroni)

Simbolo dell'elemento

Possono essere presenti due atomi con lo stesso elemento aventi lo stesso numero atomico: isotopi, atomi con lo stesso numero atomico ma diverso numero di massa.

Alcuni isotopi del carbonio

• Simbolo ¹²C, n. di protoni 6, n. di elettroni 6, n. di neutroni 6
• Simbolo ¹³C, n. di protoni 6, n. di elettroni 6, n. di neutroni 7
• Simbolo ¹⁴C, n. di protoni 6, n. di elettroni 6, n. di neutroni 8

I pesi atomici

Peso atomico = Σ [(massa isotopica) * (abbondanza relativa dell'isotopo)]

Anche detto “massa atomica media” perché calcolata per tutti gli isotopi dell'elemento.

I vari pesi atomici sono elencati nella tavola periodica.

4. Composti ionici

Composti con (metallo + non metallo)

• cationi (per metalli)
• anioni (per i non metalli)

Cationi

1. I cationi formati da metalli hanno lo stesso nome del metallo.

ex Na⁺ ione sodio

2. Se un metallo può formare cationi con carica diversa, la carica positiva viene indicata da un numero romano tra parentesi dopo il nome del metallo.

ex. Fe²⁺ ione ferroso (II) Fe₃₊ ione ferrico (III)

3. Alcuni elementi che hanno + cationi mostrano + proprietà.

I metalli di transizione sono elementi metallici che possono formare + di una catione (ferro Fe e Cu).

4. I cationi formati da non metalli hanno il suffisso -onio

ex NH₄₊ ione ammonio H_{3O+ ione idrossonio}

Anioni

1. I nomi degli anioni monoatomici sono formati sostituendo alla radice finale del nome dell'elemento -uro o -ido (ad eccezione degli anioni O^2- sono ossidi)

ex H^- ione idruro O^2- ione ossido

Stessa cosa per gli anioni poliatomici: alcuni poliatomici molto pericolosi

OH^- ione idrossido CN^- ione cianuro O₂^2- ione perossido

2. Gli anioni poliatomici che contengono ossigeno ricevono il suffisso -ato o -ito -> ossianioni.

-ato per elencazione più ricca in ossigeno -ito per elencazione che ha la stessa carica ma un atomo di O in meno.

ex NO₃^- ione nitrato NO₂^- ione nitrito

Composizione % della formula

% in massa = (n_o atomi dell'elemento (PA dell'elemento) / PM del composto) ... 100%

Numero di Avogadro e la mole (SI)

Mole: quantità di sostanza che contiene tante entità elementari quanti sono gli atomi di ¹²C contenuti esattamente in 12 g di carbonio 12 ... isotopicamente puro. Numero di Avogadro (NA) = 6.02 x 10²³

La massa molare

La massa di un singolo atomo di un elemento (in uma) è numericamente = alla massa (in grammi) di 1 mole di elemento.

Massa molare = massa in g di 1 mole di sostanza

La massa molare (g/mol) di una sostanza è sempre numericamente = al suo peso formula (in uma)

Interconversione tra g+moli

ex

• moli di C₆H₁₂O₆ in 33.30 g
• moli = g di C₆H₁₂O₆ / massa molare = 33.30 g C₆H₁₂O₆ / 180.0 g C₆H₁₂O₆ = 0.185 moli di C₆H₁₂O₆

Interconversione tra masse e numero di particelle

ex

• atomi di Eu in un campione di 39 g
• atomi = g Eu x (1 mole Eu / massa molare Eu) x (NA / 1 mole Eu)
• atomi = 39 g x (1 mole Eu / 63.5 g Eu) x (6.02 x 10²³ atomi / 1 mole Eu) = 3.70 x 10²³ atomi di Eu