Riassunto esame Chimica inorganica, Prof. De Cola Luisa, libro consigliato Chimica Un approccio molecolare , Nivaldo J. Tro

H

• Acido produce ioni

= sostanza che in soluzione acquosa

−

OH

• Base produce ioni

= sostanza che in soluzione acquosa

t

+

H

• ione è un protone isolato.

Uno Normalmente, in soluzione i protoni isolati si associano con

ioni idronio

molecole di acqua per formare (H3O+).

Acidi poliprotici più protoni ionizzabili

= contengono che rilasciano in maniera sequenziale.

(es. acido solforico è diprotico ossia forte nella 1° ionizzazione ma debole nella 2°)

• Acidi Forti:

Ac. cloridrico, ac. bromidrico, ac. iodidrico, ac. nitrico, ac. solforico, ac. perclorico

• Basi Forti:

Idrossido di sodio, idrossido di litio, idrossido di potassio, idrossido di calcio, idrossido di

bario

• Acidi Deboli:

Ac. formico, ac. acetico. ac. uoridrico

• Basi Deboli:

Ammoniaca

reazioni acido-base producono:

Le generalmente

Acido + Base ————> Acqua + Sale

titolazione,

In laboratorio si veri cano queste reazioni con la procedura di infatti man mano che si

aggiunge OH-, esso reagisce e neutralizza gli ioni H+ formando acqua.

punto equivalente,

Al grazie a indicatore si vede che:

moli OH- moli H+

Numero = Numero

reazioni di ossido-riduzione (redox) trasferimento di

Le sono delle reazioni in cui si veri ca un

elettroni da un reattivo a un altro.

• Ossidazione perdita di elettroni aumenta numero ossidazione

= —> di

• Riduzione acquisto di elettroni diminuisce numero ossidazione

= —> di

• sostanza causa l’ossidazione agente ossidante

Una che di un’altra sostanza è chiamata (si

riduce sempre)

• sostanza causa la riduzione agente riducente

Una che di un’altra sostanza è chiamata (si

ossida sempre)

Stato/numero di ossidazione carica se tutti elettroni condivisi fossero

= che avrebbe gli

assegnati ha maggiore attrazione

all’atomo che per questi elettroni.

Regole per assegnare il numero di ossidazione:

• Lo stato di ossidazione di un atomo allo stato elementare è 0

• Lo stato di ossidazione di uno ione monoatomico è uguale alla sua carica

• La somma degli stati di ossidazione di tutti gli atomi in una molecola neutra è 0

• La somma degli stati di ossidazione di tutti gli atomi in uno ione è uguale alla carica dello ione

• Nei loro composti i metalli hanno numero di ossidazione positivo (1A —> +1 e 2A —> +2)

• Non Metalli in stato “Metallico” = 0

• Esistono alcuni casi in cui un atomo in un composto può avere un numero di ossidazione

frazionato (KO2 —> O = -1/2)

Stati di ossidazione di:

Testo: Chimica (Tro)

Un approccio molecolare 6 di 28 Martina Cucco

   fi fi fl   fi

Co py ri gh t

pressione forza collisioni tra le particelle di gas l’area della

è la che risulta dalle divisa per

super cie con cui esse collidono. La pressione diminuisce all’aumentare dell’altitudine.

Pressione = Forza (spostamento x distanza) / Area

L’unita di misura sono diverse:

• Millimetro di mercurio (misurato con un barometro mentre in laboratorio con il manometro)

1 mmHg = 1 torr

• Atmosfera 1 atm = 760 mmHg

1 atm = 1,013 bar

1 atm = 1,013 x 10^5 Pa

• Pascal (SI) 1 Pa = 1 N/m2

La legge dei gas ideali deriva da altre tre leggi:

• Legge di Boyle inversa volume e pressione

= proporzionalità tra

• Legge di Charles volume e temperatura

= proporzionalità diretta tra

• Legge di Avogadro volume e numero di moli

= proporzionalità diretta tra

Si ottiene così che il volume è proporzionale a numero moli x temperatura / pressione

costante dei gas ideali (R)

Si sostituisce il segno di proporzionalità con una

R = 0,08206 L x atm / mol x K

Legge dei gas ideali —> P (atm) V (L) = n (mol) R (costante) T (K)

Il volume occupato da una mole di una sostanza è il volume molare e per i gas è calcolato in

condizioni standard di temperatura (T = 0°C o 273 K) e pressione (P = 1.00 atm)

miscele di gas

Molti campioni di gas non sono puri, ma e la pressione esercitata da ogni

componente viene detta pressione parziale (Pn)

delle pressioni parziali di Dalton

P(tot) o legge = somma delle pressioni parziali per ogni singolo

componente

Il numero di moli di un componente in una miscela diviso per il numero totale di moli viene detto

frazione molare (Xa)

Xa = n(a) / n(tot)

teoria cinetica molecolare

La a erma che:

• Le dimensioni di una particella sono piccole —> trascurabili

• cinetica media proporzionale alla temperatura

L’energia di una particella è direttamente

espressa in Kelvin

• collisione di una particella con un’altra è

La (o con le pareti del contenitore) completamente

elastica quindi quando due particelle collidono esse possono scambiare energia ma non c'è

perdita complessiva di energia

Testo: Chimica (Tro)

Un approccio molecolare 7 di 28 Martina Cucco

  fi ff

Co py ri gh t

o alla composizione di un oggetto

• Chimica posizione degli elettroni e dei nuclei

= associata alla

legge di conservazione dell’energia

La dice che l’energia non può essere né creata né distrutta.

sistema di reazione di reazione,

Bisogna quindi de nire un e anche l’ambiente dove tra questi

due avvengono gli scambi di energia.

L’energia cinetica viene misurata con la formula:

1 2 2

v (m /s)

EC = m (Kg)

2 2

(m /s)

1 Kg = 1 Joule (J)

1 caloria (cal) = 4,184 J 6

10

1 chilowattora (kWh) = 3,6 x J

termodinamica

La è lo studio dell’energia e delle sue trasformazioni.

1° legge della termodinamica legge di conservazione dell’energia

è la espressa come

l’energia totale dell’universo è costante e il suo contenuto energetico non cambia. Non può

esistere una macchina in moto perpetuo.

L’energia interna (E) somma dell’energia cinetica potenziale

è la e di tutte le particelle che

funzione di stato il suo valore dipende solo

compongono il sistema, è una ciò signi ca che

dalla stato in cui si trova il sistema e non dal modo in cui il sistema è giunto a quello stato.

Secondo questa legge, l’energia deve essere conservata, pertanto la quantità di energia persa dal

sistema deve essere esattamente uguale alla quantità guadagnata dall’ambiente.

∆E (sistema) = -∆E (ambiente)

Energia interna —> ∆E = E ( nale o prodotti) - E (iniziale o reagenti)

Riassumendo:

• Se i reagenti hanno un’energia interna maggiore rispetto ai prodotti, ∆E (sistema) è negativo e

l’energia fuoriesce dal sistema nell’ambiente circostante (reazione va a DX)

• Se i reagenti hanno un’energia interna minore rispetto ai prodotti, ∆E (sistema) è positivo e

l’energia uisce nel sistema dall’ambiente circostante (reazione a SX)

∆E di erenza del calore trasferito (q) - lavoro svolto (w)

= / somma /+

Testo: Chimica (Tro)

Un approccio molecolare 8 di 28 Martina Cucco

    ff fl  fi

 fi  fi

Co py

o trasferimento di energia termica tra un sistema e l’ambiente dovuto a

una di erenza di temperatura

Temperatura misura dell’energia termica

= all’interno di un campione di materia

ri

L’energia termica uisce sempre dalla materia che si trova a temperatura più alta a quella a

gh

temperatura inferiore.

Esempio, il trasferimento di calore dal ca è all'ambiente si arresta quando sistema e ambiente

raggiungono la stessa temperatura, condizione chiamata equilibrio termico.

t

termico

All'equilibrio = no trasferimento netto di calore.

Quando un sistema assorbe calore (q), la sua temperatura cambia di ∆T.

q = capacità termica (C) x ∆T

Capacità termica (C) quantità di calore necessaria per cambiare la sua temperatura di

=

1°C, è una proprietà estensiva (dipende dalla quantità che viene riscaldata)

Capacità termica speci ca (Cs) = quantità di calore necessaria ad innalzare la temperatura di 1

°C

grammo di sostanza di 1°C, unità di misura -> J/g x

Capacità termica molare = quantità di calore necessaria per innalzare la temperatura di una

mole di una sostanza di 1°C, unità di misura -> J/mol x °C

Calore (J) = massa x Cs x ∆T

Il lavoro di espansione (pressione - volume) si veri ca quando la forza in gioco è causata da una

variazione di volume che si oppone ad una pressione esterna.

w = -P(esterna) x ∆V

Entalpia (H) somma tra la sua energia interna e il prodotto della sua

= in un sistema la

pressione per il volume, è una funzione di stato, è anche una proprietà estensiva e quindi

dipende dalla quantità di materia coinvolta. H = E + PV

variazione di entalpia (∆H) pressione costante.

La si usa per ogni processo che si veri ca a

∆H = ∆E + P∆V

Riassumendo:

• reazione endotermica ∆H positivo assorbe calore dall’ambiente

Una ha un e circostante,

produce una sensazione freddo al tatto

• reazione esotermica ∆H negativo cede calore dall’ambiente

Una ha un e circostante,

produce una sensazione di caldo al tatto

• Quando le molecole si riorganizzano la loro energia potenziale si trasforma in energia termica

valore di ∆H (reazione) dipende quantità stechiometriche reagenti prodotti.

Il dalle dei e dei

Relazioni che lo coinvolgono:

• Se un’equazione chimica viene moltiplicata per uno stesso fattore, allora anche ∆H (reazione) va

moltiplicato per lo stesso fattore

• Se la direzione di un’equazione chimica viene invertita, allora cambia il segno di ∆H (reazione)

• Se un'equazione chimica può essere espressa come la somma di una serie di passaggi, allora

∆H (reazione) per l'equazione complessiva è la somma dei calori di reazione di ogni singolo

Legge di Hess

passaggio, de nita così la (la variazione di entalpia di un processo che si svolge

somma delle variazioni di entalpia dei singoli passaggi)

in diversi passaggi è la

Stati standard e variazioni di entalpia standard:

• Per un gas = stato standard è il gas puro che si trova ad una pressione di 1 atm

• Per un liquido o un solido = stato standard è la sostanza pura nella sua forma più stabile alla

pressione di 1 atm e alla temperatura di interesse (di solito 25°C)

• Per una sostanza in soluzione = stato standard è una soluzione a concentrazion