Corso di laurea in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche Corso di Chimica Generale e Inorganica CH 3

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1 Corso di laurea in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche Corso di Chimica Generale e Inorganica - LA MATERIA- COOH O O Al(OH) 4 - CH 3 Prof.ssa Ivana Fenoglio I lucidi forniti non sono da utilizzare come dispensa per lo studio ma a completamento degli appunti presi a lezione. Le immagini riportate sono tratte dai testi consigliati. L uso di questi lucidi è ristretta agli studenti iscritti al corso. È vietata qualsiasi riproduzione e pubblicazione, anche online.

2 Gli stati di aggregazione della materia GAS LIQUIDI SOLIDI 2

3 La densità La densità esprime il rapporto massa/volume di una sostanza o miscela densità = massa volume 100 cm 3 di acqua 100 g La densità dipende dalla temperatura 3

4 Le sostanze pure SOSTANZA PURA Sostanza elementare Composto 4

5 I miscugli MISCUGLI (MISCELE) OMOGENEI (soluzioni) MISCUGLI ETEROGENEI 5

6 ATOMI, ELEMENTI, IONI 6

7 7

8 L atomo Carica (C) Massa (g) protone 1.602x x10-24 neutrone x10-24 elettrone x x10-28 raggio nucleare = 10-5 raggio atomico volume nucleare = volume atomico. 8

9 NUMERO ATOMICO (Z) numero di protoni NUMERO di MASSA (A) somma del numero di protoni e neutroni 12 A Z simbolo C 13 C 57 Fe 57 Co Sono ISOTOPI due atomi dello stesso elemento aventi diverso numero di massa 9

10 Abbondanza di alcuni isotopi naturali Nuclide Massa relativa Abbondanza (%) 1 H 1, ,985 2 H 2, ,015 3 He 3, ~ He 4, ~ Li 6, ,42 7 Li 7, ,58 9 Be 9, ~ Be 10, tracce 10 B 10, ,6 11 B 11, ,4 11 C 11, tracce 12 C 12, ,89 13 C 13, ,11 14 C 14, tracce Isotopo stabile Isotopo radioattivo 10

11 L unità di massa atomica unità di massa atomica (u) è definita come 1/12 della massa isotopica di 12 C 1 u = g Massa (g) Massa (u) protone 1.673x neutrone 1.675x elettrone 0.109x

12 Massa isotopica e atomica H La massa di un isotopo è inferiore alla somma delle masse delle particelle a causa del difetto di massa massa isotopica 1 H u abbondanza naturale % 2 H u 0.015% Massa atomica: H = x x u = u La massa atomica è la media della massa degli isotopi pesata sulla loro abbondanza naturale 12

13 atomi si combinano a formare sostanze molecolari sostanze macromolecolari sostanze metalliche _ ioni + si combinano a formare _ + + _ + + sostanze ioniche _ + _ + _ _ + _ + _ + 13

14 IL LINGUAGGIO DELLA CHIMICA 14

15 Le formule chimiche 15

16 sostanze molecolari Massa (peso) molecolare NH 3 H 2 formula molecolare sostanze macromolecolari O Si O O O Si O O O O Si O O Si O O SiO 2 Definisce l identità della molecola Massa (peso) formula formula minima sostanze ioniche _ + _ + _ _ + _ + _ + NaCl Indica il rapporto stechiometrico degli elementi nella sostanza 16

17 La mole Si Una mole di atomi = x atomi Una mole di ioni = x ioni numero o costante di Avogadro (NA o N) = x

18 La massa molare La massa di una mole di una sostanza è proporzionale alla massa dell unità che la compone Massa atomica del carbonio u Massa molare del carbonio g Massa molecolare dell acqua u Massa molare dell acqua g Massa formula del cloruro di sodio u Massa molare del cloruro di sodio g 18

19 LE TRASFORMAZIONI CHIMICHE 19

20 TRASFORMAZIONI FISICHE L identità di una sostanza viene conservata TRASFORMAZIONI CHIMICHE Una o più sostanze (reagenti) reagiscono a formare altre sostanze (prodotti) CH 4 + O 2 CO 2 + H 2 O 20

21 Alcuni tipi di reazioni chimiche Reazioni di neutralizzazione Reazioni di dissociazione Reazioni di ossidoriduzione (Redox) Reazioni di precipitazione Reazioni di equilibrio Sono reazioni tra un acido e una base a dare un sale NaOH + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + H 2 O Sono reazioni in cui una sostanza si dissocia in ioni Na 2 SO 4 SO Na + Sono reazioni in cui gli elementi cambiano il loro stato di ossidazione Zn + Cu 2+ Zn 2+ + Cu Sono reazioni che avvengono in soluzione dove si forma una sostanza poco solubile MgCl 2 + H 2 SO 4 MgSO 4 + 2HCl Sono reazioni che non vanno a completamento 2NO 2 N 2 O 4 Reazioni di combustione Reazioni nucleari Sono ossidoriduzioni che avvengono tra una sostanza e l ossigeno CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O Sono reazioni in cui un elemento si converte in un altro 21

22 Le reazioni (o equazioni) chimiche + 2H 2 O 2 2H 2 O 2H 2 + O 2 2H 2 O CH O 2 CO 2 2H 2 O CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O 22

23 Principio di conservazione della massa In una reazione chimica la massa non può essere né creata né distrutta: la somma dei prodotti formati è uguale alla somma delle masse delle sostanze che hanno reagito Antoine-Laurent de Lavoisier H 2 + F 2 2HF 2.02g 38.00g 40.02g 2Mg + O 2 2MgO 48.62g 32.00g 80.62g Mg(OH) 2 + 2HCl MgCl 2 58,33g 72,92g 95,21g + 2H 2 O 36,04g g g 23

24 Na 2 SO 4 decantazione BaSO 4 BaCl 2 eliminazione del surnatante, lavaggio, raccolta e essiccazione del prodotto 24

25 Reagente limitante, resa teorica e resa percentuale BaCl 2 + Na 2 SO 4 BaSO 4 + 2Na + + 2Cl g g masse iniziali di reagenti moli moli BaCl 2 è il reagente limitante rapporto stechiometrico 1: moli di BaSO g resa teorica di BaSO 4 resa sperimentale resa % = 63.6% 35.6 g 25

26 GLI STRUMENTI DELLA CHIMICA 26

27 La misura del peso Bilancia tecnica ~ ± 0.1g Bilancia analitica ~1.0000g ± 0.1mg 27

28 La misura del volume buretta matracci pipetta manuale micropipetta 28

29 Vetreria di laboratorio becker beuta 29