Formulario, Chimica

EQUAZIONE DI CLAUSIUS - CLAPEYRON

Q 1 1

( )

log p p

( ) ( )

−log = −

2 1 R T T

1 2

p , p = tensione di vapore, la pressione esercitata dal vapore saturo in equilibrio col suo liquido o solido ad una certa

1 2

temperatura

Q = calore molare di vaporizzazione (supposto costante/medio)

T , T = temperatura

1 2 J

(litri)(atm)

R = costante universale dei gas = 0,082 = 8,31 K mol)

( )(

K mol)

( )(

LEGGE DI RAOULT (abbassamento della tensione di vapore)

P −P n

0 =

P n+N

0

P = tensione di vapore di una soluzione

P = tensione di vapore del solvente puro

0

P – P , ΔP = abbassamento della tensione di vapore

0

n = numero di moli di soluto

N = numero di moli di solvente

CRIOSCOPIA ED EBULLIOSCOPIA (abbassamento della temperatura di

congelamento e abbassamento della temperatura di ebollizione)

∆ T m ∆ T m

=k =k

c c e e

ΔT = abbassamento della temperatura di congelamento (T – T’ )

c c c

ΔT = abbassamento della temperatura di ebollizione (T’ – T )

e e e

k = costante crioscopica del solvente (per l’acqua vale 1,86 °C/mol)

c

k = costante ebullioscopica del solvente (per l’acqua vale 0,51 °C/mol)

e

m = molalità (numero di moli di soluto per kg di solvente)

PRESSIONE OSMOTICA

g

( )

πV R T

π V RT =

=n PM

π = pressione osmotica, la pressione che occorre esercitare sulla soluzione per impedire il fenomeno dell’osmosi del

solvente

n = numero di moli di soluto

g = quantità del soluto in grammi

PM = peso molecolare del soluto

T = temperatura

V = volume della soluzione J

(litri)(atm)

R = costante universale dei gas = 0,082 = 8,31 K mol)

K mol) ( )(

( )(

COEFFICIENTE DI VAN’T HOFF (binomio dissociativo)

[ ]

i= 1+α z−1

( )

i = coefficiente di Van’t Hoff

α = grado di ionizzazione (rapporto tra il numero di molecole di soluto ionizzate e il numero di molecole presenti prima

della ionizzazione)

z = numero di ioni prodotti dalla ionizzazione di una molecola

PROPRIETÀ COLLIGATIVE DI SOLUZIONI ELETTROLITICHE

P −P ni

0 ∆ T mi ∆ T mi π V i R T

=k =k

= =n

c c e e

P ni N

+

0

I = coefficiente di Van’t Hoff

P = tensione di vapore di una soluzione

P = tensione di vapore del solvente puro

0

P – P , ΔP = abbassamento della tensione di vapore

0

n = numero di moli di soluto

N = numero di moli di solvente

ΔT = abbassamento della temperatura di congelamento (T – T’ )

c c c

ΔT = abbassamento della temperatura di ebollizione (T’ – T )

e e e

k = costante crioscopica del solvente (per l’acqua vale 1,86 °C/mol)

c

k = costante ebullioscopica del solvente (per l’acqua vale 0,51 °C/mol)

e

m = molalità

π = pressione osmotica

T = temperatura

V = volume della soluzione J

(litri)(atm)

R = costante universale dei gas = 0,082 = 8,31 K mol)

( )(

K mol)

( )(

LEGGE DELLA DILUIZIONE DI OSTWALD

+¿

¿

A

−¿ ¿

¿

B

+¿+ [ ]

A B M

=M −α

−¿

¿

⇄

A B A ¿

B M

=α

¿ +¿

−¿

¿

B

¿

¿

A ¿

¿

K =¿

i

AB = elettrolita debole binario

+ -

A , B = ioni in soluzione

+ -

[A ] , [B ] = concentrazioni degli ioni in soluzione

[A B] = concentrazione dell’elettrolita

K = costante di ionizzazione

i

α = grado di ionizzazione

M = concentrazione molare PRODOTTO IONICO DELL’ACQUA

+¿

¿

H

¿

−¿ ¿

OH

[ ]

K H 0 =K =¿

i( H 0 2 W

)

2

K i( H O ) = costante di ionizzazione dell’acqua

2 2

(g)(ioni)

−14

1∙ 10

K = prodotto ionico dell’acqua, costante per tutte le soluzioni acquose, a 25°C vale 2

(litro )

W DEFINIZIONE DI pH E pOH

+¿ −¿

¿ ¿

H OH

pH=−log pOH=−log

¿ ¿

10 10

LEGGE DI MOSELEY

√ v= A Z−b

( )

v = frequenza della radiazione emessa

A = costante caratteristica della radiazione considerata (ad esempio K è sempre uguale utilizzando anticatodi diversi)

α

Z = numero atomico dell’anticatodo

b = costante di schermo (propria della serie considerata), funzione dell’effetto di schermo della carica nucleare Z,

prodotto dagli elettroni più vicini al nucleo LEGGE DI BRAGG

Quando un fascio di raggi X viene diffratto da un piano di atomi di un reticolo cristallino, il fascio diffratto forma un angolo

uguale a quello del fascio incidente, come se il piano reticolare si comportasse da specchio (ipotesi della riflessione)

n λ=2 d sin θ

n λ = multiplo intero della lunghezza d’onda propria del fascio di raggi X

d = distanza interplanare (da cui si può risalire alle dimensioni della cella elementare)

θ = angolo compreso tra il raggio X e il piano reticolare

DENSITÀ DI UNA CELLA ELEMENTARE (di un elemento o di un composto)

Z PA

d= N V

A

d = densità di una cella elementare

Z = numero di atomi o di unità formula per cella elementare

PA , PM = peso atomico (elemento) o peso molecolare (composto)

23

N = numero di Avogadro (6,022 · 10 circa)

A

V = volume totale della cella REGOLA DELLE FASI

“Il grado di varianza (V) di un sistema è uguale al numero dei componenti chimici indipendenti (n) aumentato

dal numero dei fattori fisici attivi (f) e diminuito dalle fasi contemporaneamente presenti ( ).”

ϕ

V f

=n+ −φ

n = minimo numero di individui chimici (elementi o composti) indicando le % dei quali si può descrivere in modo completo

la composizione di tutte le fasi presenti nel sistema

f = grandezze fisiche una cui variazione influisce sugli equilibri che si stabiliscono nel sistema (T sempre, P solo se gli

equilibri avvengono con ΔV ≠ 0)

V = numero di variabili il cui valore può venir modificato in modo indipendente senza distruggere l’equilibrio, cioè

mantenendo inalterato il numero delle fasi presenti

= fasi contemporaneamente presenti

ϕ LEGGE DI NERNST

R T 0,059

( ) ( )

0 n± 0 n ±

[ ] [ ]

E=E ± log ione E=E ± log ione

10

n F n

E = potenziale effettivo dell’elemento (indica la tendenza dell’elemento ad assumere la forma ionica)

0

E = potenziale normale dell’elemento a 25°C e 1 atm, rispetto ad una soluzione 1 M dei loro ioni

± = si usa il + quando si cerca di determinare il potenziale effettivo di un elettrodo in soluzione (metallo → catione), si usa

il – quando si cerca di determinare il potenziale effettivo di un elettrodo a gas (gas → anione)

n = numero di elettroni scambiati

T = temperatura di 298 K

C

F = 96500 mol J

(litri)(atm)

R = costante universale dei gas = 0,082 = 8,31 K mol)

( )(

K mol)

( )(

FORZA ELETTROMOTRICE (f.e.m.) DI UNA PILA

f.e.m.=∆ V tra gli elettrodi=∆ E = E – E

(metallo più nobile) (metallo meno nobile)

f.e.m. = forza elettromotrice, lavoro della pila

ΔV, ΔE = differenza di potenziale tra gli elettrodi

E = potenziale effettivo di elettrodo del metallo in considerazione

LEGGI DI FARADAY

I. “La quantità di sostanza scaricata agli elettrodi è proporzionale alla quantità di elettricità che ha

attraversato la cella elettrolitica.”

II. “A parità di quantità di elettricità che ha attraversato la cella, si scaricano agli elettrodi quantità di

sostanza proporzionali ai rispettivi P.E.”

Al passaggio di 96487 coulomb, corrispondente a 1 faraday, si scarica, a ciascun elettrodo, 1

grammoequivalente di sostanza (nei calcoli: 1 F approssimato a 96000 C).

SOVRATENSIONE

∆ V E ε R I

= + +ε +

d a c

ΔV = tensione applicata agli elettrodi

E = tensione di decomposizione (E – E ) di un elettrolita, funzione della sua natura

d anione catione

ε , ε = sovratensioni dell’anione e del catione (dipendono dalla natura chimica dell’elettrodo, dalla temperatura della

a c

soluzione e dalla densità di corrente applicata agli elettrodi

R = resistenza ohmica della soluzione

I = intensità di corrente

CALCOLO DEI POTENZIALI EFFETTIVI REDOX

(per due ioni immersi in una soluzione di ossidoriduzione)

[ ] [ ]

Ox Ox

R T 0,059

( ) ( )

0 0

E=E log E=E log

+ + 10

n F n

[ ] [ ]

Rid Rid

E = potenziale effettivo di ossidoriduzione

0

E = potenziale normale dell’elemento a 25°C e 1 atm, rispetto ad una soluzione 1 M dei loro ioni

n = numero di elettroni presenti nella semireazione di riduzione

T = temperatura di 298 K

C

F = 96500 mol J

(litri)(atm)

R = costante universale dei gas = 0,082 = 8,31 K mol)

( )(

K mol)

( )(

PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

“L’energia non può essere né creata né distrutta, ma solamente trasformata da una forma all’altra”

∆ E=Q+W

ΔE = variazione dell’energia interna, energia complessiva del sistema in funzione del suo stato chimico fisico (E – E ,

2 1

stato finale – stato iniziale)

Q = calore,

W = lavoro = - P ΔV SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

“Durante una trasformazione spontanea l’universo (sistema + ambiente) tende verso uno stato di

maggior disordine”

∆ S>0 J

( )

ΔS = variazione di entropia , misura il grado di disordine di un sistema

K mol

RELAZIONI TERMODINAMICHE

∆Q

∆ S=

∆ E=∆ H−∆ n RT ∆ G=∆ H−T ∆ S T e P costanti)

(a

T

ΔE = variazione dell’energia interna, energia complessiva del sistema in funzione del suo stato chimico fisico (E – E ,

2 1

stato finale – stato iniziale)

ΔH = variazione di entalpia (esprimibile in J), calore ceduto o assorbito a P e T costanti al/dal sistema

Δn = variazione di volume (moli gassose prodotte – moli gassose che hanno reagito). Se Δn = 0, allora ΔE = ΔH

J

(litri)(atm)

R = costante universale dei gas = 0,082 = 8,31 K mol)

( )(

K mol)

( )(

T = temperatura

ΔQ = variazione di calore J

( )

esprimibile∈