Riassunto esame Chimica generale, inorganica e stechiometrica, parte 1, Prof. Di Carlo Gabriele, libro consigliato Chimica. Un approccio molecolare, Nivaldo J. Tro

M

Formula molecolare = fornisce il numero reale di atomi di ogni elemento in una molecola di un composto

Formula di struttura = rappresentazione grafica della molecola

Co art

Le sostanze pure si classificano in:

Elementi

✴ py ina

‣ Atomico (gas nobili, es. Neon)

‣ Molecolare (molecole biatomiche, es. ossigeno molecolare)

rig

Composti

✴

‣ Molecolare (legame covalente)

‣ Ionico (legame ionico) ht Ma rt ina

Chimica

Un approccio molecolare 8 Martina Cucco

Co Chimica Generale

py

• I composti molecolari sono costituiti da atomi di elementi non metallici.

• Le formule dei composti molecolari binari sono scritte indicando prima l'elemento con il numero di

gruppo più basso nella tavola periodica seguito dall'elemento con il numero di gruppo più alto.

rig

• Se i due elementi appartengono allo stesso gruppo, allora si scrive prima l'elemento con il numero di

periodo più alto.

• Quando il composto contiene ossigeno e un alogeno, l'alogeno è scritto per primo.

ht

• I composti molecolari dell'idrogeno sono indicati con nomi comuni anche l'ordine di scrittura non viene

rispettato. Ma

Co

• Gli idrati sono composti che hanno uno specifico numero di molecole d’acqua annesse a ciascuna

rti

molecola (per i composti ionici).

py n

• Un acido è descritto come una sostanza che disciolta in acqua produce ioni idrogeno. a

• Un ossiacido è un acido che contiene idrogeno, ossigeno ed un altro non metallo.

rig

• Una base descritta come una sostanza che disciolta in acqua produce ioni idrossido.

• Gli ossidi ionici (basici) sono ossidi dei metalli.

h

• Gli ossidi covalenti (acidi) sono gli ossidi dei non metalli, detti anche anidridi

t M

Co art

py ina

rig h t M

Co art

py ina

rig ht Ma rt ina

Chimica

Un approccio molecolare 9 Martina Cucco

Co Chimica Generale

py

Calcoli su moli rig

Il processo nel quale una sostanza (o più sostanze) si trasforma in una (o più) sostanza differente è detto

reazione chimica.

Un'equazione chimica utilizza simboli chimici per mostrare quello che avviene durante una reazione

ht

chimica. Reagenti —> prodotti

Un'equazione chimica allo stesso numero stesso tipo di atomi sia destra che a sinistra della freccia (Legge

Ma

di conservazione della massa).

Bisogna sempre bilanciare un’equazione chimica.

Co rti

• Reagente o reattivo limitante = reattivo che si consuma completamente, limitando la quantità di prodotto

• Reagente in eccesso = reattivo presente in maggiore quantità

py

• Resa teorica = quantità di prodotto che si formerebbe se tutto il reagente limitante reagisse

n

• Resa effettiva = quantità di prodotto effettivamente ottenuta dalla reazione a

rig

Soluzione = miscela omogenea di due o più sostanze (es. bibite)

Soluto = sostanza in minore quantità (es. zucchero, anidride carbonica)

Solvente = sostanza in maggiore quantità (es. acqua)

h t

Concentrazione di una soluzione = quantità di soluto presente in una determinata quantità di solvente o di

soluzione M

Co

Tre tipi di unità di misura percentuali: art

• Percento in peso (massa-massa)

• Percento in volume (volume-volume)

py

• Percento in peso-volume ina

Proprietà della SOLUZIONE rig

Densità (p o d)

Molarità (M) —> considero 1 L di soluzione

Molalità (m) —> considero 1 Kg di solvente h

Frazione molare = quantità che fornisce il rapporto fra il numero di moli di un componente in una soluzione

t

ed il numero di moli di tutti i componenti presenti M

La somma delle frazioni molari dei componenti di una soluzione è pari a 1.

Co art

Diluizione = processo dove si aggiunge solvente ad uno specifico volume di una soluzione per abbassarne

la concentrazione

La quantità di soluto rimane la stessa ma viene distribuita in una maggiore quantità di solvente

py ina

rig ht Ma rt ina

Chimica

Un approccio molecolare 10 Martina Cucco

Co Chimica Generale

py

Acidi e Basi rig

Le interazioni che si trovano in una soluzione (miscela omogenea di due o più sostanze) sono di tre

tipologie:

• Interazioni soluto - soluto ht

• Interazioni solvente - solvente

• Interazioni soluto - solvente Ma

Le forze intermolecolari che ricavano un vantaggio energetico sono:

• Dispersione

Co

• Dipolo - dipolo rti

• Legame a idrogeno

• Ione - dipolo py n

Elettroliti = sostanze che si dissolvono in acqua per formare soluzioni che conducono l’elettricità, quando si

a

dissociano completamente in ioni vengono definiti elettroliti forti (es. NaCl)

rig

Non Elettroliti = composti che non si dissociano in ioni quando dissolti in acqua e che quindi non

conducono l'elettricità (es. saccarosio) h t

Soluti in una soluzione acquosa:

Composti ionici —> Elettroliti forti - Ioni M

✴ Composti molecolari:

✴ Co

• Acidi forti —> Elettroliti forti - Ioni art

• Acidi o basi deboli —> Elettroliti deboli - Molecole e Ioni

• Maggior parte dei composti —> Non Elettroliti - Molecole

py ina

rig h t M

Co art

py ina

Non tutti i composti ionici si dissolvono in acqua.

Composto solubile = si dissolve in acqua

rig

Composto insolubile = non si dissolve in acqua

Solubilità = massima quantità di soluto che si scioglie in una data quantità di solvente ad una specifica

ht

temperatura, viene influenzata da diversi fattori come la natura del solvente, la temperatura, la pressione o

la presenza di altri soluti Ma

Le reazioni di precipitazione prevedono la formazione di un sale poco solubile, che precipita dalla soluzione,

con presenza di ioni spettatori. rt

Per scrivere l’equazione ionica netta bisogna:

• Bilanciare l’equazione molecolare ina

• Dissociare solo gli elettroni forti in cationi e anioni

• Eliminare gli ioni spettatori da entrambi i lati dell’equazione chimica

• Verificare che l’equazione ionica netta sia ancora bilanciata contando a dx e sx della reazione le cariche e

il numero di atomi

Chimica

Un approccio molecolare 11 Martina Cucco

Co Chimica Generale

py

Reazioni Acidi - Basi rig

Definizioni di Arrhenius

• Acido = sostanza che in acqua produce ioni H+

• Base = sostanza che in acqua produce ioni OH-

ht

Definizioni di Brønsted - Lowry

Acido = donatore di protoni (H+), deve possedere almeno

Ma

un protone ionizzabile

Base = accettore di protoni (H+)

Co

Reazione Acido - Base = trasferimento di un protone da rti

un acido a una base

Esistono acidi: py

• Monoprotici n

• Diprotici a

• Triprotici rig

Reazione di neutralizzazione = Acido + Base —> Sale + Acqua

h t M

Co art

py ina

rig h t M

Co art

py ina

rig ht Ma rt ina

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Un approccio molecolare 12 Martina Cucco

Co Chimica Generale

py

Redox rig

Le reazioni di Ossido - Riduzione o REDOX sono reazioni di trasferimento di elettroni.

Abbiamo due reazioni contemporaneamente:

ht

Ossidazione (OX) = perdita di elettroni da parte di una specie (agente riducente), aumento del

✴ numero di ossidazione

Riduzione (RED) = acquisto di elettroni da parte di una specie (agente ossidante), diminuzione

✴ Ma

del numero di ossidazione

Co

Questa reazione può avvenire in un singolo passaggio o in più passaggi dividendo la reazione in

rti

due parti formando così le due semi-reazioni

py

Il numero di ossidazione è il numero di cariche che un atomo avrebbe se gli elettroni fossero

n

trasferiti completamente. a

rig

Regole per assegnare il numero di ossidazione:

• Il numero di ossidazione di un atomo allo stato elementare è 0

• Il n.o. di uno ione monoatomico è lo stesso della sua carica

h

• Il n.o. dei metalli del gruppo IA in un composto è sempre +1, il n.o. dei metalli del gruppo IIA in

t

un composto è sempre +2

• Il n.o. del fluoro nei suoi composti è sempre -1 M

• Il n.o. dell’idrogeno è +1 nei composti con i Non Metalli. È -1 quando si combina con molti

Co

Metalli come in composti noti come idruri. art

• Il n.o. dell’ossigeno nei suoi composti covalenti è in genere -2. L’eccezione include i perossidi in

cui l’ossigeno ha n.o. -1

py

• Nei composti binari che contengono Metalli, gli elementi del gruppo VIIA di solito hanno n.o. -1,

ina

gli elementi del gruppo VIA hanno n.o. -2 e quelli del gruppo VA hanno n.o. -3

• La somma dei n.o. di tutti gli atomi in una molecola o ione deve essere uguale alla carica totale

rig

della molecola (zero) o dello ione

• Il n.o. dell’ossigeno nello ione superossido, O2- è -1/2

h

Passaggi per le REDOX:

1) Bilanciare gli atomi nella reazione a Dx e Sx t

2) Bilanciare il numero di elettroni implicati nei processi di ossidazione e riduzione

M

3) Bilanciare le cariche elettriche per aggiunta di H+ (ambiente acido) o di ioni OH- (ambiente

basico)

Co art

4) Bilanciare gli atomi H e O, aggiungendo molecole di acqua dove occorrono

py ina

rig ht Ma rt ina

Chimica

Un approccio molecolare 13 Martina Cucco

Co Chimica Generale

py

Gas rig

Caratteristiche fisiche dei gas:

• Assumono il volume la forma dei loro contenitori

• Sono i più comprimibili tra gli stati della materia

ht

• Si mescolano completamente in modo omogeneo se costretti in un medesimo contenitore

• Hanno densità decisamente inferiore rispetto ai liquidi e ai solidi

Ma

Pressione = forza esercitata per unità di superficie dalle molecole gassose che colpiscono le

superfici che le circondano

Co

Essa dipende dal numero di particelle di gas e quindi dalla sua densità.

rti

Definiva anche come = forza che risulta dalle collisioni tra le particelle di gas divisa per l'area della

superficie con cui esse collidono

py

La pressione diminuisce all'aumentare dell’altitudine. n a

I gas sono regolati da tre leggi:

rig

Legge di Boyle

Esperimento: tubo a J dove venne intrappolato il campione di aria con aggiunta di mercurio per

h

aumentare la pressione sul gas t

Riscontro: proporzionalità inversa tra volume e pressione, con temperatura e quantità di moli o di

M

gas costanti. Proporzionalità diretta tra la frequenza di collisione sulla parete delle particelle e