Formulario chimica

FORMULARIO DI CHIMICA

Stechiometria 23

Mole: quantità di sostanza che contiene 6,022 x 10 entità (numero di Avogadro)

Massa molare [MM]: somma delle varie masse atomiche (moltiplicate per i pedici)

Conversione di quantità di sostanza, massa e numero di entità chimiche:

numero di grammi

(g)

massa = numero di moli × 1 mol

massa in grammi

numero di moli = MM 23

numero di entità = numero di moli × 6.022 ∙ 10 entità

Percentuale in massa ottenuta dalla formula chimica:

moli di X nella formula × massa molare di X

′

% in massa dell elemento X = × 100

(g)

massa di 1 mol di composto

Reagente limitante:

Se in un problema ho x grammi di un reagente X e y grammi di un altro reagente Y:

n moli necessarie di X = n mol Y ∙

e : coefficienti stechiometrici

Modello atomico C

E=h∙ =h∙

Ipotesi di Planck:

E : energia

∶ frequenza −34

: costante di Planck = 6.62 ∙ 10 Js

Principio di indeterminazione (Heisemberg): h

∆p ∙ ∆(mv) ≥ 4π

∆p e ∆(mv): errori commessi nella misura

h: costante di Planck

Numeri quantici:

Gli orbitali (soluzioni dell’equazione d’onda) sono identificati dai numeri quantici:

• → ∞) →

n n. quantico principale (tutti i numeri interi da 1 a esprime l’energia dell’orbitale

• → →

l n. quantico secondario (tutti i numeri da 0 a n-1) esprime la forma dell’orbitale

• → →

m n. quantico magnetico (tutti i numeri da -l a l) esprime l’orientamento dell’orbitale nello spazio

s

1 1

• → + − →

s n. quantico di spin (vale o ) indica la rotazione dell’elettrone per far in modo che

2 2 non intralci l’altro elettrone e non si respingano a

1≤ n ≤∞ 0 ≤l ≤ n−1 −l ≤ m ≤ l vicenda (↑ o ↓) 2

Numero di ossidazione:

Regole per assegnare i numeri di ossidazione:

• Gli elementi allo stato fondamentale hanno numero di ossidazione zero.

• L’ossigeno nei composti ha sempre numero di ossidazione -2 tranne che nei perossidi (-1), nei

superossidi (- ) e nell’ossido di fluoro (+2)

½

• L’idrogeno nei composti ha sempre numero di ossidazione +1, tranne che negli idruri metallici (-1)

• Gli elementi del gruppo 1 hanno stato di ossidazione +1 nei composti

• Gli elementi del gruppo 2 hanno stato di ossidazione +2 nei composti

• Lo Zn ha stato di ossidazione fisso +2 nei composti

• B e Al hanno stato di ossidazione fisso +3 nei composti

• Negli ioni monoatomici il numero di ossidazione coincide con la carica (valenza ionica) dello ione

• La somma algebrica dei numeri di ossidazione degli elementi di un composto deve risultare pari alla

carica del composto. Zero se il composto è una specie neutra

Tavola periodica

→

Gruppi gli elementi dello stesso gruppo hanno lo stesso numero di elettroni nell’ultimo orbitale

→

Metalli alcalini (Gruppo 1) hanno valenza 1 perché hanno 1 elettrone di valenza che può formare legami

→

Gruppo 18 elementi che hanno raggiunto l’ottetto e quindi sono stabili (tutti gli elementi cercano di

raggiungere questa stabilità)

Blocco s: Gruppi 1 e 2

Blocco p: Gruppi da 13 a 18

Blocco d: Gruppi da 3 a 12

Blocco f: Da elemento 58 a 71 + da elemento 90 a 103

Legame chimico ∆)

(Differenza elettronegatività:

∆ = →

< ∆ ≤ . →

. < ∆ ≤ . → 3

Confronto delle forze di legame e delle forze di non legame (intermolecolari): 4

Orbitali molecolari n° elettr. leganti − n° elettr. antileganti

ODL =

L‘ordine di legame (ODL) viene definito da: 2

Ibridazione:

➢ sp →

Orbitali ibridi : linea, angoli di 180° Numero sterico: SN = 2

2

➢ sp →

Orbitali ibridi : triangolo, angoli di 120° Numero sterico: SN = 3

3

➢ sp →

Orbitali ibridi : tetraedro, angoli di 109.5° Numero sterico: SN = 4

Numero sterico di un atomo è il numero di atomi legati all’atomo più il numero di coppie solitarie di

elettroni: = +

Stato gassoso

Teoria cinetica:

La teoria cinetica dei gas mostra che l’energia aumenta con l’aumentare della temperatura secondo:

=

J

−23 ⁄

k = costante di Boltzmann = 1.381 ∙ 10 K

forza

Pressione di un gas: pressione = area della superficie

Gas perfetti:

GAS PERFETTO = un gas che presenta relazioni lineari semplici tra volume (V), pressione (P), temperatura

(T) e quantità (n moli). LEGGI DEI GAS PERFETTI:

∙= →

LEGGE DI BOYLE (n e T costanti) isoterma

= →

LEGGE DI CHARLES (n e P costanti) isobara

= →

LEGGE DI GAY-LUSSAC (n e V costanti) isocora

=∙

LEGGE DI AVOGADRO (P e T costanti)

=

EQUAZIONE DI STATO

⁄

= ,

Densità di un gas: Massa molare di un gas:

∙

== =

5

Legge di Dalton delle pressioni parziali:

In una miscela di gas non reagenti, la pressione totale è la somma delle pressioni parziali dei singoli gas.

P = P + P + P + ⋯

totale 1 2 3

Frazione molare:

=

Nel caso di un gas A, la frazione molare è: X

la pressione parziale del gas A è data dalla pressione totale moltiplicata per la frazione molare di A, :

A

P = P

X ∙

A totale

A m A

m : m = % : 100 → % = ∙ 100

Percentuale in peso per il gas A (% ):

A A tot A A m tot

Gas reali: Equazione di stato dei gas perfetti corretta:

EQUAZIONE DI VAN DER WAALS:

(

+ − ) =

( )

→

e : costanti di van der Waals

numeri positivi specifici di un dato gas

= pressione interna

= covolume

Quantità (numero moli): n [mol] Temperatura: T [K]

Pressione: P [atm] Volume: V [l]

Costante universale dei gas: R

Stato liquido

Regola delle fasi:

La regola delle fasi di Gibbs per sistemi all’equilibrio:

v = n + m – f

In questa equazione:

➔ n rappresenta il numero di componenti chimici indipendenti del sistema;

➔ m è il numero dei fattori fisici attivi (la temperatura in ogni caso, la pressione quando il processo va

a equilibrio con una variazione del numero di moli delle specie gassose);

➔ f è il numero delle fasi contemporaneamente presenti;

➔ v è la varianza o grado di libertà del sistema (il massimo numero di variabili i cui valori possono

essere impostati arbitrariamente – entro un certo intervallo – e fissati i quali, le rimanenti variabili

sono automaticamente determinate);

➔ il numero delle variabili è dato da: f + il numero di componenti di una fase – 1 per ogni fase.

Stato solido

➢ I solidi cristallini hanno generalmente una forma ben definita perché le loro particelle (molecole,

atomi o ioni) esistono in una disposizione ordinata.

➢ I solidi amorfi hanno forma mal definite perché sono privi di un vasto ordine delle loro particelle a

livello molecolare. 6

1

 8 × =

Un cubo ha otto vertici, quindi ogni cella elementare cubica semplice contiene particella

8

1

 La cella elementare cubica a corpo centrato contiene una particella derivante da di particella in

8

ciascuno degli otto vertici e una particella nel centro, per un totale di 2 particelle 1

 La cella elementare cubica a facce centrate contiene 4 particelle, una derivante da di particelle in

8

1

ciascuno degli otto vertici e te derivanti da di particella in ciascuna delle sei facce.

2

Soluzioni

Solubilità: La solubilità è la quantità massima in grammi di una sostanza che può essere disciolta in 100

grammi di solvente ad una specifica temperatura.

La solubilità dipende dal valore del prodotto di solubilità Kps.

Legge di Henry:

Un gas che esercita una pressione sulla superficie di un liquido, vi entra in soluzione finché avrà raggiunto in

quel liquido la stessa pressione che esercita sopra di esso.

Sono sempre solubili sali di:

• 4+

Metalli alcalini e ione NH

• Nitrati perclorati e acetati

Sono per lo più solubili sali di:

• + 2+

Cloruri, bromuro e ioduri tranne quelli di Ag e Pb

• 2+ 2+ 2+ 2+

Solfati tranne quelli di Ca , Sr , Ba e Pb

Sono per lo più insolubili sali di:

• 4+

Solduri e idrossidi tranne che dei gruppi I-II e NH

• 4+

Carbonati e fosfati tranne che del gruppo I e NH

Entalpia di soluzione:

Per il processo di soluzione di un solido in un liquido è possibile definire un calore o entalpia di soluzione,

∆H che è sostanzialmente uguale all’energia di solvatazione (negativa) più l’energia reticolare (positiva):

sol ∆H = energia di solvatazione + energia reticolare

sol ∆H < 0,

Se prevale l’energia di solvatazione il processo di soluzione è esotermico mentre se prevale

sol

∆H > 0.

l’energia reticolare il processo è endotermico sol

Concentrazione delle soluzioni:

• PERCENTUALE IN PESO: g di soluto in 100 g di soluzione

• PERCENTUALE IN VOLUME: ml di soluto in 100 ml di soluzione

• MOLARITÀ (M): numero moli di soluto in 1 litro di soluzione

• MOLALITÀ (m): numero moli di soluto in 1000 g di solvente

• NORMALITÀ (N): numero moli equivalenti in 1 litro di soluzione

•

FRAZIONE MOLARE: =n/(n+N) - n= numero moli di soluto - N= numero moli di solvente

MOLARITÀ [M]:

à =

È il numero di moli di soluto presenti in un litro di soluzione: 7

=

Molarità:

<