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Leggi quantitative di base della chimica:

1. Conservazione delle masse (Lavoiser)

2. Proporzioni definite (Proust)

3. Proporzioni multiple (Dalton)

ALCHIMIA CHIMICA MODERNA

Legge di conservazione delle masse

Durante una trasformazione chimica ordinaria non

vi è guadagno né perdita apprezzabile di massa

“Nulla si crea nulla si distrugge tutto si trasforma”

Antoine Laurent Lavoiser

(1743-1793) Legge delle proporzioni definite:

Quando gli elementi si combinano per formare

composti, essi lo fanno secondo proporzioni in

peso definite.

Proust Verifica delle leggi di Lavoisier e Proust

CARBONIO + OSSIGENO ANIDRIDE CARBONICA

+ 

OSSIGENO

CARBONIO ANIDRIDE CARBONICA

(grammi)

(grammi) (grammi)

2.182

0.818 3.00

7.273

2.727 10.00

32.00

12.00 44.00

CARBONIO + OSSIGENO ANIDRIDE CARBONICA

 Condizione

+  stechiometrica

12.0 32.0 44.0 Condizione NON

+  + stechiometrica

15.0 32.0 44.0 3.0

carbonio

residuo

Reagente

limitante

N.B. Le leggi di Lavoisier e Proust valgono per

trasformazioni ordinarie. Nelle reazioni

nucleari le trasformazioni si accompagnano a

difetti di massa (che si converte in energia).

2 protoni + 2 neutroni un nucleo di Elio

Legge delle proporzioni multiple:

Quando due elementi si combinano

per formare più di un composto, il

loro rapporto in peso in un

composto diviso per il rapporto in

peso in uno qualsiasi degli altri

composti, è dato da una frazione

espressa da numeri interi semplici. John Dalton

CARBONIO + OSSIGENO ANIDRIDE CARBONICA

 C/O O/C

+ 0.375 2.667

7.273

2.727 10

CARBONIO + OSSIGENO MONOSSIDO DI CARBONIO

 C/O O/C

+ 0.750 1.333

 C/O O/C

an.car. an.car.

C/O O/C

5.714

4.286 10 mon.car. mon.car.

0.5 2

La legge delle proporzioni multiple è valida per quanto piccole siano le

masse prese in considerazione. E’ quindi verosimile che andando a ritroso

nell’infinitamente piccolo possiamo immaginare che le sostanze siano

costituite da particelle elementari che si combinano secondo rapporti

definiti. C/O O/C

an.car. an.car.

C/O O/C

mon.car. mon.car.

1 : 2 2 : 1

Se assumiamo che il monossido di carbonio sia la sostanza più semplice

con una particella di carbonio per ogni particella di ossigeno,

vuol dire che nella anidride carbonica vi è una quantità di particelle di

ossigeno doppio rispetto a quelle di carbonio ed è possibile definire per

questa una formula chimica minima che sarà: CO 2

Il monossido di carbonio avrà conseguentemente formula CO.

MODELLO INTERPRETATIVO

(N.B. viene attribuito un peso di riferimento arbitrario = 1

alla particella elementare del carbonio)

C O O O C O

+

1 1.33 1.33 1.33 1 1.33

Anidride carbonica

CO 2

C O O C

+

1 1.33 1.33 1

Monossido di carbonio

CO

ESERCIZIO

Peso in gr degli elementi

presenti in 10 gr

dei composti

Ossigeno cloro Cl/O R/R A

(gr) (gr) (R)

A 3.14 6.86 2.18 1

B 1.86 8.14 4.38 2

C 4.06 5.94 1.46 0.67 2/3

D 5.33 4.67 0.88 0.4 2/5

E 6.15 3.85 0.62 0.28 2/7

Individuare in base ai dati forniti la formula

minima dei composti A, B, C, D, E

Cl/O R/R A

(R)

A 2.18 1

B 4.38 2

C 0.67 2/3

D 0.4 2/5

E 0.28 2/7 Teoria atomica di Dalton

1. Gli atomi degli elementi sono le particelle

basilari della materia. Essi sono indivisibili e

non possono essere né creati né distrutti.

2. Gli atomi di un dato elemento sono identici,

avendo lo stesso peso e le stesse proprietà

chimiche.

3. Gli atomi di elementi diversi si combinano

tra di loro in rapporti di numeri interi

semplici per formare le molecole di

composti.

4. Gli atomi di elementi diversi possono

combinarsi in più di un rapporto di numeri

interi semplici per formare più di un

composto.

“Dividere un corpo significa separare gli

esseri semplici, gli ‘ atomi’ che lo

compongono; essi sono eterni,

intrasformabili, indivisibili,impenetrabili.

Gli atomi muovendosi in tutte le direzioni,

possono urtarsi e rimbalzare mutando

velocità; gli urti avvenuti di striscio

originano i vortici che a loro volta sono

capaci di generare corpi e mondi”.

…………

“Secondo le convenzioni vi è un dolce ed un

(Democrito di Abdera) amaro, un caldo ed un freddo, e secondo le

convenzioni vi è un ordine. In verità vi sono

atomi e vuoto.”

Dal De Rerum Naturae di Lucrezio

Anticipiamo alcuni principi

generali della struttura atomica

per comprendere la legge

empirica delle proporzioni

mutiple

VISIONE SEMPLIFICATA DELL’ATOMO

Un atomo può essere assimilato ad una minuscola sfera che occupa e e e

la parte centrale ( il nucleo), circondata da una nube di elettroni. e e

p n e

Protone : ha carica elettrica positiva (+) p p

e n

p n n

e p p p

nucleo n n

p p e

n n

p

n n

p p

e e

n

p

e

n Neutrone : non ha carica elettrica e e

e

e e

e e

Elettrone : ha carica elettrica con valore uguale a quella n

del protone ma con segno negativo (-) e

Un atomo neutro, chiaramente deve avere un uguale numero

di protoni ed elettroni : p e = carica elettrica netta uguale a zero

+ e e e e

e

e e e e e

e e

e e e e e

e e

e e

e e e e

Ione positivo o catione Ione negativo o anione

ro ro ro

Numero atomico (Z): n. dei protoni Numero di massa (A): n. dei protoni + n. dei neutroni

massa di un elefante : massa di un protone = massa

di un gatto : massa di un elettrone

PESO ATOMICO, PESO MOLECOLARE, MOLE -24

Nucleoni (protoni e neutroni) Ordine di grandezza : 10 g

Si preferisce quindi utilizzare la seguente grandezza di riferimento:

1/12 della massa dell’isotopo 12 -24

C = 1.6605 x 10 g

Tale massa è chiamata unità di massa atomica (u.m.a.)

o equivalentemente Dalton (Da).

Qualsiasi massa atomica quindi, è rapportata alla massa presa come riferimento

(u.m.a.); pertanto la massa atomica è una grandezza relativa, e di conseguenza il

valore numerico è puro, adimensionale.

Massa atomica in g / Massa di riferimento = Massa atomica relativa

-24 -24

Riferimento : 1.661 x 10 g / 1.66 x 10 g 1

-24 -24

H : 1.673 x 10 g / 1.66 x 10 g 1.008

-23 -24

O : 2.656 x 10 g / 1.66 x 10 g 15.99

-22 -24

U : 3.951 x 10 g / 1.66 x 10 g 238.03

Numero atomico

numero dei protoni presenti

nel nucleo

Z E Simbolo dell’elemento

A

Numero di massa

massa espressa in Daltons

contribuita dai protoni + neutroni

presenti nel nucleo atomico

Si definiscono ISOTOPI o NUCLIDI di un elemento, atomi che hanno lo

stesso numero atomico Z, ma differiscono per il numero di massa A.

Z

Numero atomico

numero dei protoni presenti E

nel nucleo Simbolo dell’elemento

A

Numero di massa

massa espressa in Daltons

contribuita dai protoni + neutroni

presenti nel nucleo atomico

ISOTOPI DEL CARBONIO

- radioisotopo

e -

e

n n

12 14

C C

p+ p+

6 6

n = 14 - 6 = 8

n = 12 - 6 = 6

5

B

10.811

B

5

Numero atomico Simbolo dell’elemento Boro

10.811

Numero di massa

n: neutrone

p: protone

e: elettrone

B : 10.0129 uma B : 11.0093 uma

10 11

5 5

19.91 % 80.09 %

% naurale degli

Isotopi del BORO

Massa atomica del Boro in natura:

19.91x10.0129 + 80.09x11.0093 = 10.811

100 Alcuni isotopi sono stabili, altri ( i radioisotopi) sono instabili

 )

e tendono alla stabilità emettendo radiazioni (, o

disintegrandosi in elementi stabili.

+

 sorgente radioattiva

  -   

Deviazione delle radiazioni , e

sotto l’azione di un campo elettrico.

La stabilità o l’instabilità di un nuclide dipende dal rapporto n/p

Grafico di stabilità e decadimento degli isotopi Curva di energia di legame per nucleone

Fissione

Gli isotopi in questa Fusione Regione

 -

area emettono di massima

stabilità

Difetto di massa

Gli isotopi in questa

 +

area emettono Parte della massa (m) di un nucleo

è stata convertita in energia (E)

utilizzata come energia di legame

nucleare : E 2

= (m)c


PAGINE

56

PESO

3.95 MB

AUTORE

kalamaj

PUBBLICATO

+1 anno fa


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (a ciclo unico - 6 anni)
SSD:
Università: Foggia - Unifg
A.A.: 2012-2013

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher kalamaj di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Chimica e propedeutica biochimica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Foggia - Unifg o del prof Capitanio Nazzareno.

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