Appunti chimica generale

Ibridazione o Ibridizzazione

[1^s22^s22p³]

Paul elabora una Teoria ovvero l'ibridizzazione di un elemento. Per ibridizzazione si intende un mescolamento di orbitali atomici.

NO IBRID

I[1^e-] → C[. ⊃. . . .]

• Per spiegare la configurazione della molecola CH₄, secondo la teoria di Paul, abbiamo evidenza i legami SIGMA (σ) che si ottengono tramite la sovrapposizione degli orbitali.

IONE CARBONATO

π = sovrapposizione laterale

σ = "frontale" determinano la geometria.

Gli orbitali, stando a 90° rispetto ai legami σ tendono a sovrapporsi formando il doppio legame π.

IBRIDAZIONE sp²

FORMA: Triangolare planare, 120°

Il 3° orbitale rimane NON IBRIDO

Nonostante tutte le formule di Lewis rimane "solo", in quanto egli "non occupa" il numero di valenza.

FORMALDEIDE

Formula: CH₂O - o definita aldeide

ETINO O ACETILENE

• Ibridazione sp

C₂H₂

8 + 2 = ¹⁰⁄₂ = 5

BENZENE

Formula: C₆H₆

• Forma esagono perfetto, regolare in quanto ha struttura ciclica (cicloesano).
• È ibridazione sp²

Nomenclatura pt. 1

Formula chimica - indica gli elementi presenti in un composto

Formula bruta (o empirica o minima) - formula piú semplice per un composto

Formula molecolare - descrive la molecola reale e fornisce l'effettivo numero relativo degli atomi presenti.

Es.

• P₂O₅ - Formula minima
• P₄O₁₀ - Formula reale

H₂O

104,5°

H₂O₂

Bilanciamento di una reazione

C_(s) + O_2(g) → CO_2(g)

2NO_(g) + (1/2)O_2(g) → 2NO_2(g)

I coefficienti stechiometrici indicano le proporzioni degli elementi.

• Se la trasformazione dei reagenti nei prodotti è totale (100% o quasi), si definisce reazione completa o quantitativa.

Reazione irreversibile → reazione attraverso la quale non è possibile ricottenere il prodotto.

Il butano si può liquefare in quanto si mantiene sotto pressione.

• Se la trasformazione dei reagenti nei prodotti non è TOTALE si dice che la reazione è di equilibrio (reversibile).

Reazione di ionizzazione

una sostanza reagisce con l’acqua e si formano ioni

HCl_(g) + H₂O_(aq) → H₃O⁺ + Cl^-

acido cloridrico, ione idronio

Reazione di precipitazione

da due sostanze in soluzione si forma un composto solido insolubile in acqua, detto “precipitato”

AgNO_3(aq) + NaCl_(aq) → AgCl_(s) + NaNO_3(aq)

nitrato d'argento, cloruro di sodio, cloruro d'argento (precipitato), nitrato di sodio

Reazione di acido-base

una sostanza cede un protone H⁺ ad un’altra

HI_(g) + H₂O_(l) → I^-_(aq) + H₃O⁺_(aq)

ioduro d'idrogeno, ione iodurio, ione idronio

Reazioni di condensazione

due molecole (uguali o diverse) si uniscono, in genere con eliminazione d’acqua oppure di un’altra molecola a basso peso molecolare (alcoli, acidi, ecc)

C₂H₅OH_(l) + C₂H₅OH_(l) → C₂H₅OC₂H_5(l) + H₂O

alcool etilico, etere etilico

Esercitazione reazioni REDOX e n O

CaCO₃ + HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

2 KMnO₄ + 16 HCl → 2 MnCl₂ + 5 Cl₂ + 2 KCl + 8 H₂O

2 MnO₄^- + 5 e^- + 8 H⁺ → Mn²⁺ + 4 H₂O

Cl^- → Cl₂ + 2 e^-

2 MnO₄^- + 5 Cl^- + 16 H⁺ → 2 Mn + 5 Cl + 8 H₂O

2 KMnO₄ + 5 H₂O₂ + H₂SO₄ → 5 O₂ + +2 MnSO₄

2 MnO₄^- + 5 e^- + 8 H⁺ → Mn²⁺ + 4 H₂O

5 H₂O₂ → O₂⁰ + 2 e^- + 2 H⁺

2 MnO₄ + 5 H₂O₂ + 16 H⁺ → 2 Mn + 5 O₂ + 8 H₂O + 10 H⁺

Analis Volumetrica

Soluzione = miscela omogenea di 2 o più sostanze

Soluto = sostanza disciolta nel solvente (_H2O)

| Soluto < Solvente |

Concentrazione

• D -> quantità di soluto presente in una data massa o di un dato volume di soluzione.
• D -> Quantità di soluto disciolto in una data massa o un dato volume di solvente.

Molarità

• Indica la quantità di soluto per unità di volume di soluzione ed è uguale al rapporto tra il numero di moli di soluto disciolti in un litro di soluzione.

M = C = ^m/_V(l)

• Essa dipende dalla temperatura e della pressione

n = M · V(l)

Nella diluizione cambia SOLO la MOLARITÀ

Sistema Termodinamico: Lo Stato Termodinamico

• È definito dall'insieme di proprietà che lo costituiscono come la temperatura, la pressione e la composizione chimica.

Le proprietà enunciate sono definite variabili di stato o funzioni di stato poiché dipendono esclusivamente dello stato in cui si trova il sistema non del modo in cui esso lo ha raggiunto.

La variazione di una funzione di stato dipende soltanto dello stato iniziale e dello stato finale del sistema.

!

• Sistema: può essere un becker pieno di soluzione chimica in laboratorio, oppure il ferro che reagisce con una soluzione salina.
• Ambiente: è ciò con cui il sistema può scambiare energia.

de unità di misura dell'energia

Calore

• Si ha passaggio di calore quando esiste una differenza di temperatura tra sistema e ambiente.

!

• Calore e temperatura sono due grandezze distinte!

La temperatura di un sistema è una misura della sua energia termica e della sua capacità di trasporto calore.

T₂ > T₁

Entalpia

L'entalpia (H) di un sistema viene definita come la somma tra la sua energia interna e il prodotto della sua pressione per il volume:

H = E + PV

Dato che la pressione e il volume sono funzioni di stato anche l'entalpia è una funzione di stato. Dunque la variazione di entalpia per ogni processo che si verifica a pressione costante è data dalla seguente relazione:

ΔH = ΔE + PΔV

Il calore assorbito o ceduto in una trasformazione che avviene a pressione costante è uguale alla variazione di entalpia del sistema:

ΔH = Q_p

ΔU = Q_p - PΔVQ_p = ΔU + PΔVΔH = ΔU + PΔV

ΔS = ∫₁² dQ_rev. / T

ΔS = ∫₁² dQ_rev. / T = 1/T ∫₁² dQ = Q_rev / T

ΔS = 5 mol^-1 K^-1

L'entropia viene anche definita dal fisico Ludwig Boltzmann

S = k ln W

dove k è la costante di Boltzmann (costante dei gas diviso il numero di Avogadro R/N_A = 1,38 ·10^-23 J /°K) e W è il numero di modi energeticamente equivalenti per disporre i componenti del sistema

Se in un sistema (B) il disordine è maggiore rispetto ad un altro (A), il sistema con maggiore disordine (B) avrà più entropia ovvero ha più modi energeticamente equivalenti per disporre i componenti del sistema.

L'entropia di un sistema in uno stato aumenta con il numero di modi energeticamente equivalenti di organizzare i componenti del sistema per raggiungere quel particolare stato.

(Clausius)

È impossibile realizzare una trasformazione il cui unico risultato sia quello di fare il calore di una sorgente più fredda a una più calda.