Prime lezioni di chimica, concetti base e leggi fondamentali della chimica

Indice Capitolo Introduttivo:

1. Definizione di chimica - materia - atomo
2. Introduzione alla tavola periodica
3. Temperatura assoluta e zero assoluto (impossibile)
4. Stato di aggregazione e passaggi di stato
5. Sistemi omogenei ed eterogenei (fasi)
6. Definizione di sostanza
7. Sostanze elementari e forme allotropiche
8. Definizione di composto
9. Teoria atomica di Dalton (osservazione delle masse - prime osservazioni sull’atomo)
10. Leggi fondamentali della chimica (2 ponderali - 2 volumetriche)
11. Numero atomico, numero di massa e definizione di isotopi
12. u.m.a - unità di massa atomica (prima epoca)
13. Peso atomico - peso molecolare - peso formula
14. Grammo atomo - grammo molecola
15. Concetto di mole - e numero di Avogadro
16. Determinazione del peso atomico (Cannizzaro)
17. Legge di Dulong - Petit
18. Composizione ponderale (%)
19. Formule minime - formule molecolari - formule di struttura
20. Densità gassosa relativa
21. Definizione di combustione chimica

Chimica: La chimica è la scienza che studia la composizione, la struttura, le proprietà e le trasformazioni della materia.

• Trasformazioni: Reazioni chimiche.
• Materia: Tutto ciò che ha una massa e un volume.
• Richard F. Feynman: Premio Nobel per la fisica nel 1965 (sviluppo dell'elettrodinamica quantistica e della nanotecnologia).
• Scrisse "Six Easy Pieces" dove fa una riflessione sulla chimica, in cui definisce per ogni ente della chimica un contenuto.
• La materia è composta da atomini in perenne movimento che non sono altro che piccole particelle che si attraggono e si comprimono e si spongono.

La domanda fondamentale della chimica è possibile ricondurre l'intera realtà conosciuta ad un ridotto numero di componenti fondamentali interagenti tra di loro tramite poche leggi fisiche?

1869, nasce la tavola periodica. Dimitri Mendeleev, dallo scienziato autore di tale invenzione, la tavola periodica è un successo fondamentale della chimica che determina un sistema periodico mediante degli elementi spiegati.

• Tutti gli elementi sono individuati da un numero Z (numero atomico) ed esprime colonna, quindi regolarmente determinati da quelle date di carattere chimica.
• Tutta la materia è composta di atomi uguali tra loro, all'interno dell'atomo vi sono particelle con cariche elettriche.
• Proporzione alla tensione.
• Sfera di massa.

Osservazione: La validità di un modello sta nella quantità di dati che riesce a spiegare.

Modello atomico (per un primo approccio alla materia). Un semplinato di mattoncini lego di tipo diverso (riferendosi per la massa e per come si legano) formano la nostra massa.

• Un atomo non si può dividere.
• Atomi infatti deriva dal greco e vuol dire indivisibili – allo stesso modo lo sono mattoncini lego

Temperatura assoluta (Kelvin): è proporzionale all'energia cinetica media dell'insieme delle particelle costituenti il sistema (atomi e molecole).

Non è molecole sono sempre in movimento ma idealmente sono fermi alla temperatura di 0˚ K.

₂ Legge delle proporzioni definite

In un dato composto gli elementi costituenti sono sempre presenti in rapporti ponderali costanti, indipendentemente dall'origine o dal modo di preparazione del composto stesso.

Es.: in 100 g di H₂O ci sono 11,1 g di H e 88,9 g di O.

• Indipendentemente da fatto che sia ottenuta una reazione tra H₂O₂, o sia stata comprata da una qualsiasi fonte o sia stata distillata da qualunque mare, ecc.

Es.: Anidride carbonica CO₂ è composta da:

• 27,3% in peso di Carbonio e
• 72,7% in peso di Ossigeno

Indipendentemente dall'origine della CO₂.

₃ Legge delle proporzioni multiple

Quando due elementi entrano a fare parte di diversi composti, le quantità in peso dell'elemento che si combina con una quantità costante dell'altro stanno tra loro in rapporti semplici, definiti da numeri interi piccoli.

Es.: composto di origine molecolare (molecole discrete e molecole separate).

1. N₂O
2. N₂O₃

• 22,6% N
• 36,4% N
• 41,1% N
• 60✕5✕8 Composti

Valori indipendenti dall'origine o dal modo di preparazione del composto, per la 2^a legge.

* 63,6%: 36,4% = 12: X

- D ✕ = 8

Svolgi la stessa tabella con N costante diverso di 12.

Legge di Dulong e Petit:

È una legge valida per la maggior parte dei metalli

C_s (cal/°C) ∙ M (g/mol) ≅ 6,3 (cal/mol∙°C)

Composizione ponderale

a:b:c = moli

• m_A = a ∙ M_A
• m_B = b ∙ M_B
• m_C = c ∙ M_C

→ m_A : m_B : m_C

%A = ^{massa elemento}⁄_{massa totale} ∙ 100 = ^M_A⁄_MA+MB+MC ∙ 100 = ^{a ∙ M_A}⁄_aMA+bMB+cMC ∙ 100

Determinazione su Pm dell'armonia molecolare tramite densità gassosa relativa

1. Due palloni con V e P uguale contengono la stessa quantità di gas diverso.

2. "La massa di gas sarà diversa m_A ≠ m_B"

d_A = m_A / V

d_B = m_B / V

d_A = N_A ° B / V

Rapportando d_A e d_B

d_rA A> B

d_r e d_B

Mole di AH₂ Che peso molecolare A = 2,016 u.m.a.

1. Il peso atomico o molecolare di un gas è uguale a 2,016 volte la sua densità relativa rispetto all’idrogeno.

A = 2,016 u.m.a.

Volume occupato da ₁ mole di gas in C.N.

Importante: Una mole di gas in C.N. occupa un volume di 22,4 L.

Richiami di teoria: Combustione chimica

Combustione chimica: Qualsiasi reazione con ossigeno

Esempio: CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O

1 mole di CH₄ reagisce con 2 moli di ossigeno trasportando 1 moli di CO₂ e 2 moli H₂O.

Dati:

• Massa campione = 1.204 g
• Peso atomici = C = 12.011 dalton, H = 1.008 dalton, N = 14.010 dalton, O = 16.00 dalton
• m CO₂ = 3.5218 g