Appunti di Chimica, prof. Argurio, libro consigliato Fondamenti di chimica, Schiavello

Appunti di chimica

A cura di uno studente

Docente: Pietro Argurio

Introduzione

La chimica è uno strumento che è in mano all'umanità e l'umanità ne può fare o un buon uso o un cattivo uso. Importante è il connubio chimica-ambiente, esso va preservato attraverso uno sviluppo sostenibile. Quest'ultimo crea benessere per le generazioni presenti garantendo quello delle generazioni future. Dal 1980 la chimica è stata la prima scienza che ha abbracciato il concetto di sostenibilità ambientale.

Storia della chimica

Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794)

Antoine Laurent de Lavoisier può essere considerato il padre della chimica moderna, dove la chimica è intesa come una disciplina scientifica in cui l'avanzamento della conoscenza è basato esclusivamente su fatti sperimentali interpretabili e riproducibili. La domanda che si pose Lavoisier è: "Se io parto da due reagenti A e B ed ottengo dei prodotti, c'è una relazione tra la massa dei prodotti e la massa dei reagenti?" Lavoisier fece una serie di esperimenti e si rese conto che, durante una trasformazione chimica, la massa si conserva. Questo è un principio fondamentale della chimica detto appunto principio di conservazione della massa.

Joseph Louis Proust (1754-1826)

Fece una serie di esperimenti e dimostrò che un composto chimico è caratterizzato dall'avere rapporti ponderali definiti e costanti tra gli elementi che lo compongono.

Questa prende il nome di Legge delle proporzioni definite.

John Dalton (1766-1844)

Si avvalse del principio di conservazione della massa e della Legge delle proporzioni finite per proporre un modello sulla natura della materia. Egli propose 5 postulati:

• La materia è formata da particelle piccole e indivisibili chiamate atomi.
• Gli atomi di uno stesso elemento sono tutti uguali tra di loro.
• Gli atomi di elementi diversi hanno masse differenti.
• Le relazioni chimiche consistono nella separazione e ricombinazione di atomi.
• Gli atomi si combinano tra di loro secondo rapporti definiti e costanti espressi da numeri interi.

Secondo le attuali conoscenze, il primo postulato è errato in quanto possiamo prelevare elettroni da un atomo. Il secondo è poco corretto in quanto esistono isotopi di uno stesso elemento che differiscono solo per il numero di neutroni. Per quanto riguarda il quarto, esistono anche le reazioni nucleari. Per Dalton, la molecola da lui chiamata "atomo composto" è un'entità che si forma per reazione di due o più atomi di elementi diversi, di conseguenza per lui non era ammesso in natura il legame H₂O ad esempio.

Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850)

Fece una serie di esperimenti su reazioni gassose a temperatura e pressione costanti (isoterme e isobare) e scoprì che il rapporto tra volumi di gas delle sostanze che reagivano in una reazione chimica erano analoghi ai rapporti di combinazione tra le sostanze stesse.

• 1 vol H₂ + 1 vol Cl₂ = 2 vol HCl (acido cloridrico)
• 2 vol H₂ + 1 vol O₂ = 2 vol H₂O (acqua)
• 3 vol H₂ + 1 vol N₂ = 2 vol NH₃ (ammoniaca)

Amedeo Avogadro (1776-1856)

Fece una serie di esperimenti e scoprì che volumi uguali di gas misurati nelle stesse condizioni di temperatura e pressione contengono lo stesso numero di particelle.

Stanislao Cannizzaro (1826-1910)

Fece una serie di esperimenti e riuscì a costruire uno strumento che permetteva di determinare i pesi atomici degli elementi, enunciò quindi la cosiddetta Regola di Cannizzaro che dice: “le varie quantità in peso di uno stesso elemento contenute nelle molecole di sostanze diverse sono tutte multiple di una stessa quantità, la quale deve ritenersi il peso atomico dell'elemento”. Questo strumento ideato da Cannizzaro verrà utilizzato da lì a poco per determinare la scala atomica degli elementi (scala dei pesi atomici).

La prima scala dei pesi atomici che è stata storicamente costruita è una scala dei pesi atomici in cui si è preso come unità l'atomo di idrogeno "H", così, ad esempio, l'ossigeno "O" pesa 15,99. Il problema era che l'idrogeno non è un atomo che reagisce con tutti gli altri atomi, così ci si rese conto che fosse meglio riferirsi all'O, che è un atomo che è presente in moltissimi composti. Quindi venne fatta un'altra scala dei pesi atomici in cui si pesa la sedicesima parte dell'atomo di O, ma ci si rese conto che non tutti gli elementi reagiscono allo stesso modo.