Soluzioni, bilanciamento delle reazioni, elettrochimica

IACOMO UILIZZONI TECHIOMETRIA1.10. Antilogaritmo di un cologaritmo decimale (antcolg)

Dato un numero n è il numero di cui n è il cologaritmo. Per trovare l'antilogaritmo di un cologaritmo con la calcolatrice si digitano successivamente i tasti INV, LOG e 1/x. Ad esempio, -3antcolg 2,48 INV LOG 1/x = 3,3·10.

Esempio. 4? Eseguire le seguenti operazioni usando i logaritmi: a) 15,3. b) 1.10.(1). c) 4 3 30,153. d) 55,2. e) 0,552.

1.11. Unità di misura. Sono trattate nei pregevoli contributi del professor Augusto Biasotti ("Introduzione alla chimica", "Materia ed energia") in questo sito web, a cui si rimanda.

Il simbolo di grammo è gr? a) Sì. b) No.

1.11.(1). Il litro equivale al decimetro cubo? a) Sì. b) No.

1.11.(2). Densità e peso specifico sono sinonimi? a) Sì. b) No.

1.12. Fattori di conversione. Sono i rapporti tra due unità di misura diverse usate per descrivere.

la stessa grandezza. Per ogni coppia di unità di misura esistono quindi due fattori di conversione. Così ad esempio, poiché un minuto equivale a sessanta secondi, i fattori di conversione tra le due unità di misura sono: 1 min/60 s e 60 s/1 min. Per convertire una unità di misura in un'altra si moltiplica il valore dato per il fattore di conversione in cui compare, al numeratore, l'unità di misura richiesta.

unità “richiesta”valore “dato”

----------------------

unità “data”

7G G SIACOMO UILIZZONI TECHIOMETRIA

Per calcolare la massa in kilogrammi di un oggetto avente la massa di sette libbre, sapendo che 1 kg equivale a 2,2 lb, si potrebbe impostare la proporzione:

1 kg : 2,2 lb = kg : 7 lb

che risolta fornisce:

1 kg (unità "richiesta")

7 lb ("dato")

---------------------------------

= 3,2 kg

2,2 lb (unità "data")

Quando non si conoscono i fattori di conversione, è possibile utilizzare le tabelle di conversione o fare ricerche online per trovare i valori corretti.

conversione tra due unità di misura ma sono noti quelli tra una di esse e una terza, una quarta... unità di misura, si procede disponendo i fattori in modo che le unità intermedie vengano a trovarsi alternativamente al numeratore e al denominatore dei successivi rapporti, diventando così facilmente eliminabili.

Per calcolare quanti secondi vi sono in un secolo (y, d, h, min, s), basta fare:

365 d * 24 h * 60 min * 60 s

---------------------------------

1 y * 1 d * 1 h * 1 min

a) Calcolare la velocità, in metri al secondo, di un veicolo che viaggia a 100 km/h.

b) Calcolare la velocità, in kilometri all'ora, di un sommergibile che naviga alla velocità di trenta nodi. Non si conoscono i fattori di conversione tra kilometro all'ora e nodo. Si sa però che un miglio marino (n mi) equivale a 1,852 km e il nodo equivale alle miglia marine all'ora.

In un testo si trova che la lunghezza

d'onda di una radiazione 1.12.(2).arancione è 6 000 Å, unità fuori SI. Esprimerla in nanometri sapendo che 1 Å = 10^-8 cm e 1 nm = 10^-9 m. Nella esplosione di una bomba H, per ogni 4 g di elio prodotto. 1.12.(3). 25 nella fusione nucleare si sviluppa l'energia di 10 MeV. Calcolare l'energia 6 18 in kilocalorie sapendo che 1 MeV = 10⁶ eV; 1 J = 6,24·10¹⁸ eV; 1 kcal = 4,19·10³ J. Il numero d'onda di una radiazione è l'inverso della lunghezza 1.12.(4).d'onda e per le radiazioni IR si esprime in centimetri reciproci. Calcolare il -1 numero d'onda in cm di una radiazione di 2 m. 1.13. Errore di una misurazione. "E' la differenza, in valore assoluto, tra una misurazione singola e il valore vero". Qualsiasi misurazione è affetta da errori che dipendono dall'operatore, dal metodo e dallo strumento impiegato. Gli errori sono "provocati di volta in volta sempre dallastesso operatore, con lo stesso strumento e sullo stesso campione. Inquesto caso, la precisione è la capacità di ottenere risultati simili o vicini tra loro. La precisione può essere influenzata da errori sistematici o accidentali. Gli errori sistematici sono causati da fattori costanti, come errori di calibrazione dello strumento o errori di lettura. Gli errori accidentali, invece, sono causati da fattori casuali e possono variare di volta in volta. Come afferma Luigi Galvani, è facile essere tratti in inganno e credere di aver visto o trovato ciò che desideriamo vedere o trovare. Oscar Wilde, invece, sostiene che l'esperienza è il nome che ciascuno dà ai propri errori. La precisione è quindi la capacità di compiere sempre gli stessi errori, come afferma Ennio Flaiano.

Operatore con lo stesso strumento e lo stesso metodo; viene detta quando è riferita ad una serie di riproducibilità misurazioni eseguite da operatori diversi con lo stesso metodo e strumenti uguali o diversi.

1.15. Accuratezza o esattezza. È "la capacità del metodo, o dello strumento, in una serie di misurazioni eseguite sul medesimo campione, di fornire valori più vicini possibile al valore vero." Una misurazione può essere precisa e accurata, precisa ma non accurata, accurata ma non precisa.

Un operatore ha eseguito tre serie di misurazioni, determinando la massa, su una bilancia sensibile al centigrammo, del volume di 10 ml di acqua prelevato quattro volte da una buretta (un tubo di vetro graduato munito di rubinetto) ottenendo i seguenti risultati: (1) 10,04 g; (2) 9,96 g; (3) 10,06 g; (4) 9,99 g. : 10,01 g. I Prima serie Mediavalori sono vicini tra loro e la media è vicina al valore vero.

(10,00 g a 4 °C). La misurazione è e .precisa accurata: (1) 10,31 g; (2) 10,36 g; (3) 10,33 g ; (4) 10,39 g. : Seconda serie Media 10,35 g. I valori sono vicini tra loro ma la media è lontana dal valore vero. La misurazione è maprecisa non accurata.: (1) 10,28 g; (2) 9,10 g; (3) 10,39 g; (4) 10,31 g. : 10,02 g. Terza serie Media I valori sono lontani tra loro ma la media è vicina al valore vero. La misurazione è ma .accurata non precisa1. 16. Presentazione dei risultati. La media aritmetica (x) (si legge x soprassegnato) è "la somma di tutte le misurazioni valide x , x , x , …, divisa per il numero n delle misurazioni stesse." 1 2 3 Lo scarto (o deviazione) "è la differenza, in valore e segno, tra una determinazione singola xi e la media aritmetica delle misurazioni". Lo scarto tipo di stabilità (o deviazione standard) (s) "è la radice quadrata del quoziente ottenuto dividendo la somma dei quadrati degli

scarti individuali (in valore assoluto) per il numero delle misurazioni meno 1."? 2(x - x )i?s = --------------n - 1

L'errore tipo della media (o deviazione standard della media)(s ) "è il rapporto tra lo scarto tipo di stabilità s e la radicemquadrata del numero n delle misurazioni." 10G G SIACOMO UILIZZONI TECHIOMETRI

Ass = -------m ? n

Una serie di cinque misurazioni del volume di un liquido ha dato iEsempio.seguenti risultati: 20,15 ml; 20,12 ml; 24,24 ml; 20,18 ml, 20,16 ml.

Calcolare la media aritmetica, le deviazioni, la deviazione standard, ladeviazione standard della media. Come si esprimerà il risultato?

20,15 + 20,12 + 20,24 + 20,18 + 20,16= 5 = ------------------------------------------------ = 20,17 ml

n x 5 2( ) ( )x - xi x - xi--------------------------- ------------

20,17 - 20,15 = - 0,02 0,0004

20,17 - 20,12 = - 0,05 0,0025

20,17 - 20,24 = + 0,07 0,0049

20,17 - 20,18 = + 0,01 0,0001

20,17 - 20,16 = - 0,01 0,0001 Totale: 0,008

0,008 0,045?=

---------- = 0,045 = --------- = 0,02s sm ?5 - 1 5

Risultato: 20,17 ± 0,02 ml.

Nella messa a punto di un nuovo metodo per la determinazione1.16.(1).del grasso nel cacao sono state eseguite 24 misurazioni ottenendo le seguentipercentuali. 56,3 56,2 56,3 55,8 56,0 56,7 56,7 56,7 56,8 56,8 56,556,3 56,7 56,4 56,6 56,7 56,7 56,1 56,3 56,3 56,2 56,3 56,3 56,0.

Calcolare la media aritmetica, gli scarti individuali, lo scarto tipo di stabilitàe l'errore tipo della media.

11G G SIACOMO UILIZZONI TECHIOMETRIA2. CONCENTRAZIONE DELLE MISCELE

Iniziamo con una domanda. Su un flacone di alcole denaturato è incisa lascritta: "Contiene il 90 % di etanolo". Ciò significa che:

a) 100 digrammiprodotto contengono 90 di etanolo?

b) 100 di prodottogrammi millilitricontengono 90 i di etanolo?

c) 100 di prodotto contengono 90gramm millilitridi etanolo?

d) 100 di prodotto contengono 90 dimillilitri grammi millilitrietanolo?

Come si vede, la scritta è incompleta

Il testo fornito si presta ad errate interpretazioni. Scrivendo "90 %" il venditore dichiara che il suo prodotto contiene, in 100 parti in volume, 90 parti in volume di etanolo, sistema usato tradizionalmente per indicare la concentrazione delle soluzioni idroalcoliche. La concentrazione di una generica miscela, e particolarmente di una soluzione, si esprime in molti modi.

Concentrazione in massa. Parti in massa di un componente presenti in 100 parti in massa di miscela; non dipende dalla temperatura e si esprime di solito in percento in massa (% m/m), grammi di un componente in 100 g di miscela, kilogrammi in 100 kg, ecc. Questa unità di misura è adottata per le miscele solide e anche per le soluzioni quando, per la loro preparazione, è necessario pesare il solvente anziché misurarne il volume.

Sull'etichetta di un antiacido gastrico appare la scritta: "100 g di sospensione contengono 3,65 di magnesio idrossido"; la concentrazione è

Quiespressa chiaramente in % m/m.? Una soluzione contiene il 30 % m/m di soluto. Ciò significa che:

• 2.1.(1).(a) 30 g di soluto sono stati mescolati con 100 g di solvente.
• (b) 30 g di soluto sono stati mescolati con 70 g di solvente.

L'è la percentuale in massa di acqua di imbibizione umidità 2.1.(2) presente in una sostanza o in un materiale.