I. GRANDEZZE FISICHE E UNITÀ DI MISURA oaaaaoaaaaaaaaaaaaaa

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1 . GRANDEZZE FSCHE E UNTÀ D MSURA oaaaaoaaaaaaaaaaaaaa Misurare signifrca confrontare la grand z6 dí cuí si uuole conoscere il aalore con 'unítò di misura scelt6. GRA\DEZZn FONDAMENA: sono indipendenti da altre giandezze e si esprimono con una sola unità di misura. fl sr.stez, internazionab (Sl) prevede 7 gràndezze fondamentali. GRANDEZA DERVAT: si ottengono dalla combinazione delle grandezze fondamentali e sono espresse da relazioni tra più unita di misura. Grandezze fondamentali e loro unitò di mísura nel S.l. GR NDEZZA UNÍÀ D MÍS!'a. SMDOi_O lungbezza mero m clììlogrammo kg secondo s t enf>e raht tu t e ftfi ctd í n a rn i c a kelvin K coîefile eletlrica ampere intefisítò ltrtiinosa candela ccl qu4rrtihì di sostanza mole mol Alcune gtand ze deiuate CNANDEZZA unn^ Dr Mrsù1À DEFNÍAONE metîo quadrato metro cubo mr densitò chilograilmo per mr kglmj forza nemon (N) kg nì,/s' pcscal (P,r) N/m' enaqia ioule q) Nm mok)rítà moli al litro (M) nìol/l coulomb (C) díferenza di Potenziale elettrico volt (v) yc ùelocità metro al secondo nvs acceletutztone metro al s' m/s3 Ver.anno di seguito descritte le principali grandezze usate in chimica.

2 MASSA: quantità di materia cootenuta in un corpo. Unità di misura: kg.. 1kg = = 103 kg 1g = 103 mg 1mg = La massa non cambia in relazione alla posizione di un corpo. n PESO (forza peso, P) è la misura della forza con cui un coîpo è aúratto dalla Ten? ed è proporzionale alla massa nt di un corpo:. P = m gq= accelerazione di gîavità = 9,8 n is,). l valore dei peso di un corpo cambia in base alla posizione, cioè al vadare del valore di g. Unità di misura per la forza peso: N (ne*,ton). TEMPERATJRA: nisura della quantità di calore di un corpo. Unità di misura: grado, ma le scale utilizzate sono diverset Scala Cekit* il punto di ebollizione e di congelamemo del 'acqua pura alla pressione di 1 atrn sono costanti. ll punto di ebollizione viene posto a 100 gradi e quello di congelamento a 0 gradi. L'intervallo 0100 viene suddìviso in 100 parti uguali ad ognuna delle quali corrisponde un grado Celsius (.C).. Scala Kelrin: il punto di solidificazione dell'acqua è posto a 273,15 e il punto di ebollizione a 373,15. L'intervallo è suddiviso in 100 parti uguaìi ad ognuna delle quali cordsponde un grado Kelvin (K). Lo zero della scala Kelvin corrisponde a *213,15 "C e si chiama zero assoluto.. kala Fabrenbeít ll punto di solidificazione dell'acqua è 32 e il punto di ebollizione è 212; l'inteffallo viene suddiviso in 180 parti uguali ed oflnuna corrisponde ad un grado Falrenieit (.F). K="C+2j3,15 'C=K213,1.5 óf = ,8 óc VOLUME: pozione di spazio occupara da un corpo. Unirà di mìsura (S): m3, molto utilizzato afiche ù litro(d che corrispon de ad un dm3..1dmlllitro =103cmr 1 cm3 (cc) = 10.3 dm3 = 10 3 liíi = 1ml DENSÍTÀ. la densità assolutz (d) è il rapporto tra la massa di un corpo (m) ed il volume occupato dal corpo stesso (V); l'unità di misura è il kglm3, ma sono spesso ufillzzaai il g/ctf (.ov,,ero g/md o i kg,4; \a densità cambia con il variare della pressione e della temperatura. L^ densità relatiu.r è rl î^pporío tra la nassa di un corpo e la massa di un ugual volume di acqua distjilata a 4'C. L'unità di misura è un numero puro. a densità non va confusa con il PESO SPECFCO (,$), che esprime il rapporto tra il peso di un corpo ed il suo volume..pqp=p/^,/=n.g/v=d.g = accelerazione di gravità. 't grnl 1kg/l 1 kg/m3 = 1ùt kg/l = (f. g/ml d = Psp/ g EÀÍERGA: è la capacità di un corpo di compiere un lavoro (lavoro = forza x spostamento). Può avere diverse forme (mec, canica, chimica, ecc.) ciascuna delle quali può trasformarsi nell'altra. Quando l'eneryia si hasforma da una forma ìn un'altra, la sua quantità totale dopo la trasfoîmazione è uguale alla quantità di partenza (legge della conserv zioíre dell'energia). L'energia cinetica è associaîa al movimento dei corpi ed è espressa dalla relazione: Ec = Vz m u2 dote n è la massa del corpo in kg e?r la sua velocità in fi/s. L'energia potenzíale è la capaciíà di un corpo di compie.e lavoro associata alla posizione del corpo rispetto ad un altro. Unità di misura dell'energia: J (U = 1N 1m = lavoro compiuto dalla forza di 1N per spostare di 1m nella stessa direzione il suo punto di applicazione). Esistono anche altre unità come la cbiloccalori.a (kcad, la calorio (cad e l'elettronuolt (ed..lcal=4,18j 1cal = 2,61.10'eeV 1kcal = 103 cal l calore è quella forma di energia (energia teîmica) che può essere trasfédta da un corpo ad uo alto per la differenza di temperatura. Unità di misura: caloria (cal) = quantia di calore necessaria per aùmentare la temperarura di un grammo di acqua distillata da 14,5 a 15,5 "C, alla pressione di una atmosfera. l calore specmco è la quamità di calore, riferita ad 1 g di sostanza, necessaria per avere una differenza di temperatura di 1 g.ado. PRXSSOTE: forza che agisce su un'unità di superficie. Loiù dì misura: Pa, pressione esercitata da]la forza di ln sulla superlìcie di 1m'z(1 Pa = forzalsuperficie = N/m'?). n chimica si usano anche come unità di misura l'aùnosfera (atm), i,tlíllínern dí mercuio (mmhp), il óal (multiplo del Pa).. 1 arm = 760 mmhg = Pa 1 bar = 105 Pa 1 mbar (millibar) = 10r bar = 10'? Pa

3 2. ta MATERA t Cbimica è una disciplina speríúefltale cbe studia le struttura, la composizione, le prcpietà e le trasformazioní chimicbe della nateia. Materla è tutto clò che cl clrconda, ocopa ur! volume, ha una [Ù ssa e lrcssld enefgta Può presentrsi allo stato solido, liquido, gassoso e di plasma Gas ionizzato a tempenhrre elevatissime). La materia e 'energia nell'universo sono costanti: ) legge della consen)azione della heteria a materia non si crea e non si distugge, ma si può trasformare;, lege di consetuazione dell'energitt: 'energia îon è creata né disrùna, ma cambia solo la sua forma; > legge della consewazione della massaenergía: massa ed eoergia sono sempre conservate e la loro somma non può né aumentare, né diminuire. a materia può essere trasformata in energia e viceversa; tali tlasformaiooi sono, però, evidenti solo nelle reazioni nucleari. 2.. COMPOSZONE DETTA MAÍERA La materia è costituita da piccolissime particelle chiamate atomi ed è suddivisa in slsteml o pani delimitate di materia (es. una goccia d'acqùa, un libro ecc). Una fase è una porzione di un sistema che presenta le medesime proprietà in tutte le sue parti. sistemi sono omogenel se presentano una composizione uniforme in ognuna delle loro parti, cioè sono cosrituiti da una sola fase (es. acqua di mare), o eterogenel se hanno una composìzione che varia nelle loro parti, cìoè sono costituiti da più fasi ed i componenti sono facilmente distinguibili (es. olio nell'acqua). Sono sistemi omogenei le soluzioni e e sostanze (elemend e composti). Sono sistemi eterogenei molti miscugli, il fumo. il terreno. ecc. MATERTA*l stslltul ()\l(x;ti\èl...*ìì\ (trt,r[) + tlletlt;\l (DN1l'()Sll n,,...r*',., ()NOClilìrr s()t,l!zt()r_l t Àltsù\:ìl_l ÉlER()GENrl tìflii\r()\l SOSf,ANA PURE (zolfo puro, sale puro, ecc.)r si'steít! omt8elgicogintît d^ una sol4 sosl^nz4 si zuddividono in eletwúi e compxtt. gli eleúentl chimici sono sostanze costituite da atomi dello stesso tipo (es. sodio Na, ossigeno OJ;. i compostl chimici sono sostanze costituite da atomi diversi fra loro (es. acqua HzO, cloruro di sodio NaCl). Le molecole sono aggîegati di atomi e sono le più piccole particelle che conseryano inalterate le proprietà chimiche della x)staîza a cui appanengono. Le molecole possono essefe elementi (es. la molecola dell'ossigeno OJ o composri (es. la molecola dell'acqua HzO). Uno lone è un atomo che h^ persa (ione positiw, es. Na) o ha acquistato (ione negatiuo, es. Cl) uno o più elettroni. Alcuni compostì come il cloruro di sodio sono fofmati da ioni. Gli iorii pollatomtcl sono cosrituiti da gruppi di aromi (es. ione idrossido OH, ione solfato SOrÈ). MSCUGL: sono formati dall'unione di più sostanze e possono essere omogenei o eterogenei. Alcuni tipi di miscugli sono:. soluzione: rniscugho omogeneo di una sostanza presente in quantità maggiore (sohenù ed una presente in quantia minore (so/,lo); soluzione di un solido in un liquido: es. zucchero e acqua; soluzione di due liquidi miscibili: es. acqua e. alcool; soluzione di uo gas e uo liquido: es. acqua tonica;. sospensione: miscuglio eterogeneo di particelle solide sospese nel liquido: es. farina nell'acqua; r emulslore: miscvg\io eterogeneo con goccioline di un liquido mescolato intimamente con un altror es. globuli di grasso nel latte PROPREA E TRASFORMAZON DEttA MATERA l pfoprtetà fstche di una sostanza dipendono dalla sostanza stessa (lunghezza, colore, punto di fusione ecc.). proprtetà chidtche dipendono dal componamento di una sostanza in presenza di altre (numero di ossidazione, reanivirà ecc.). Le trasformaziont fisiche non alterano le caratteristiche chimiche di una sosíaîza. passagi dí steto sono trasformazioni fisiche che una sostaoza subisce per aziloré della temperatura (riscaldamento o raffreddamento). té trasforsrazioai chirnlche (rcqzioni cbinicbe) componano la trasformazione di una sostanza in altre (combustione, digestione ecc.).

4 2.3. PASSAGG Dl STATO (lrosformozione fisico) riscaldamento > sublimazione fusione... > ebollizione J SOLDO <,QTJDO < GAS solidificazione condensazione D namento raîlrealdamento S si fomisce calore alla materia, essa passa dallo stato solido a quello liquido e gassoso. n questí passagi di str.to Íísico, non sí trasforna la natura delle pqrti.elle, na solo il loro nodo dí agregafsr: l calore conferisce alle panicelle eneîgia e le fa vibrare più energicamente, e ciò provoca una diminuzione delle forze attrattive che le aggregano. Quando si scalda un solido, le sue particelle, abbandonano le posizioni fisse che avevano e diventano libere di scoffere le une sulle altîe: si ha il passaggio allo stato liquido. mmagazzinando ulteriore energia, le particell si svincolano completamente dalle forze attrattive e possono sfuggire nell'ambienre circostante: si ha il passaggio allo stato gassoso. Caratteristici per ognì sostanza pura sono: r punto dl frrslone è la temperatura alla quale un solido inizia a p ssare allo stato liquido;. punto dl etrollizione è la temperatura alla quale inizia 'ebollizione di un liquido che passa allo stato di vapore; punto di conderisazione è la temperatura alla quale ùn vapore comincìa a passare allo stato liquido;! punto di solidlficazione è la tempeétur:ì alla quale il liquido inizia a diventare solido. Esempi: Punto di fusíone ("C) punto di ebollizíone ("C) Ossigeno Aìcol etilico _115 /tt Acqua Zolfo i N.B. L'ebollizíone è il cambiamento dallo stato liquido a quello gassoso dell'intera massa liquida; quando il cambiamento di stato riguarda solo la superfìcie libera del liquido è denominato eaaporazíone. Qualunque liquido, lasciato a temperatura ambiente, evapora in un periodo di tempo più o meno lungo a seconda della narura del liquido stesso. 10 ll 2.'. METOD SEPARAZONE DE MSCUGT 2 seltqrazioni dei comlnsti nel loro ebtnenti co$úu ù ichiedono trasíor'rnazioni cbimícbe, inwce la separlzione dei componmti di un fiiscuelio richiede trasformazioni fisicbe. C.on opportuni metodi è possibile separare i componenti di un miscuglio sfruttandone le diverse proprietà fisiche. r Metodl basatl sulla densltà: centifugazione \ttilizzando la centrifuga, separa un solido da un liquido sfruttando a loro diversa densità; decantazionesedimefitazione: sfruftando la fotza di gravità, un solido disperso in un liquido vieoe lasciato sedimenare e successivamente recuperato. r Metodl basatl sulle propîletà elettîlche: elettrolisi: urilizzando due elemodi collegati ad un generatore di co(ente continua è possibile separare le sostanze ioniche (cariche positivamente o negativamente) contenute in una soluzione; un tipo particolare di elettrolisi è 'elettroforesi applicata alle proteine. r Metodl basatl sulla dlffefente solubllità (=capacità di una sostanza di sciogliersin un solvente): fltrazione: consente di separ:ìre un solido da un liquido utilizzando carta da filtro che trattiene la sostanza solida (precipitato) e fa passare il liquido (filrrato); può essere effeftuata con filtro liscìo, a pieghe e sotto \4roto; eslrazíone con sohente: sepam un componente di una miscela utilizzando un solvente che scioglie selettivamente un solo conìponente; cron ttograíia: la miscela da separare viene sciolta in oppornrni solventi e fatta assorbiîe da determinati substrati che trattengono in modo diverso i vari componenti della miscela stessal crhtallizzazlone: abbassando lentamente la temperatura di una soluzione e lasciando evaporare lentamente il solvente, si separa un solido in forma di cristalli da un liquido; spesso questo metodo è utilizzato per a pufificazione di sostanze.. M todi basatl sul dtuersl punti dl ebolllzlone: distillazione: separa i componemi liquidi di un mi!ìcuglio sfruttando i diversi punti di ebollizione; può esserc semplice (pe. separare un solo componente), frazionata (per separare più componenti), a pressione ridorra (se i componenti si decontpongono alla En'rperatura di ebollizione).

5 3. L TNGUAGGO CHMCO aaaaa aaaaaaaaaaaaaatraara 3.. SMBOT E FORMUTE CHMCHE Per rappresenare gli elernenti vreîe ùílizzata la prima lette.a del nome (maiuscola); se due elementi hanno la stessa iniziale, viene aggiunta una seconda lettera (minuscola),+ tabella pag. 87. cornposti son.o rappresentati da:. Íorrnula grezza indìca quali atomi sono presenti ed in quale rapporto reciproco. l numero di atomi è indicato da un numero posto in basso a destra del simbolo (indice). Ad es. la formula dell'acqua HrO indica che sono presenti idrogeno (H) ed ossigeno (O) secondo il rapporto î+ 2 atomi di H : 1 atomo di O;. Íotmub nininat indica il minimo rappono di combinazione fra gli elementi presenti. Ad es. per 'acqua ossigenata (H,ot è HOj t formula razionale iîdica i legami ed i gruppi che caratrerizzano un composîo. Ad es. CH3C (cloruro di metile);. Íormula di strutturat irdic l^ disposizione degli atomi di ùn composto chimico.,{d esempio la formula di struttura del metano (CH, è: H HCH H 3.2. MASSA ATOMCA E MASSA MOLECOTARE Massa atomica o peso atornico (PA) di un atomo (tabella pag. 87): rappono Ía la sua massa e 'unità di massa atomica (uma), definita come la dodicesima pane della massa dell'atomo di carboniol2 (r'zc), ossia 1,66. 10'?kg. Ad es. dire che 'azoto ha una massa atomica relativa pari a 14, significa che la sua massa è 14 volte più grande di quella della dodicesima pane del nc. PA è, quindi, una massa Íelativa espressa da un numero puro. Massa [rolecolar o massa forrnula o peso molecolarc (PM) di un composto: sornma delle masse atomiche di tuni gli atomi del composto. Es: PM dell'acqua H,o: uma 18 una; PM dell'idrossido di calcio Ca(OH):: , uma = 74 uma NUMERO D AVOGADRO E MOLE Numero dl Avogadro No = 6, '?3 numero di aromi, ioni, molecole contenuti in una mole di sostanza. Xol : una mole di una qualsiasi sosranza è quella quamirà di sanza clle contiene un numero di Avogadro di particelle (atomi, molecole, ioni) e pesa un numero di grammi pari alla massa (o peso) atomica o molecolare. Esempi: PA del feno = 55 uma, una mole di alomi di ferro cootiene un numero di Avogadro di atomi e pesa 55 grarnmi; PM dell'acqua = 18 uma, una tnole di acqua pesa 18 grammi e contiene un numero di Avogadro di molecole di acqua. a massa in grarimi di una mole prende ìl nome di (MM e le sue dimensioni sono misurate in g/mol. Ad esempio, se 449 è la massa molare dell'anidride carbonica (COr, PM=44uma), il numero di moli (n) che corrisponde a 1769 di tale sostanza è: t169 4,0 moìi di coz 44g/mol a rclazione fra massa e numero di moli di una oùalunoue sostanza è:. massa in g/massa in g di una (Írol) Esempi di calcolo. 7. Qual è la massa uedia ín gramml di un atomo di ossígend l PA dell'ossìgeno è 16uma. La massa di una mole di atomi di ossigeno è 16,09. Una mole di atomi di ossigeno contiene un numero di Avogadro di atomi. La massa media di un aromo di ossigeno è: 16,0 G/mol) / 6, t (mol') = 2,66. 1f'zr g. 2. Quante moli sono contenute in 10 g dí ramd l PA del rame è 63uma. La massa di una mole di rame è quindi 639. Si ha: o= 109/63 Gy'mol) 9,16 ot COMPOSZONE PERCENUATE D UN COMPOSTO C,akolare la percenarale ín peso d4lí elementi del composto CtHtN. PM (CrHrN) = t5'12(c) +5.1(H)+ 14.l(N)l uma=79uma. Per calcolare la percentuale in peso di ciascun elemento bisogna impostare e risolvere e seguemi proporzioni: t'79 = x: 1OO x =75,9 0/o percenùale di C nel composto 5'1r 79 x:100 x = 6,3 0/o p rcentuale di H nel composto 14.1 :79 = x:100 x =17,8 % percentuale di N nel composto 12 lj

6 3.5. CATCOTO DE,.A FORMUTA MNMA E DETTA FORMUTA MOECOARE D UN COMPOSTO Per calcolare la formula minlrna di un composto che alì,ana isi chimica ha dato le segueoti percentualj: C = 40,00/0, O = 53,290/0, si procede nel segùente modo: in 100 g di campione ci saranno: 40,0 g di c, 6,71 g di H, 53,29 g dt o. si calcola il numero di moli: moli di C = 4O,O/12,0 = 3,33 moli di H = 6,77/1,01 = 6,64 moli di O = 53,29/16,0 = 3,33. si calcola il îapporto tra le moli: 3,33/3,33=1 6,64/3,33=2 3,33/3,33=1. i rispettivi nume.i diventano gli indici nella formula minima: CH,O, Per dcavare a formula molecolare è necessario seguire il seguente procedimento:. si calcola la massa (o peso) molecolare della formula minima: PM (CH,O) = = 30. si calcola il rapporto tra il peso molecolare effeftìvo determinato speîimentaìmenre (supponiamo 180) e quello minimo: 180/30 = 6;. si moltiplica il valore ottenùro per gli indici della formula minima; la formula molecolare diventa: C6HrzO6. N.B. Vi sono due modi di leggere una formula..4d esempio la formula dell'acqua HrO può essere letta: r 1 molecola di acqua contiene due aromi di H ed uno di O; r 1 mole di acqua cooriene due moli di H (2g) ed una mole di o (16s). 4. STAT D AGGREGAZONE DELTA MATERA aaa{arla a a aa a aaaaaaaaa aa a Gli 94ti di aggregazione, o stqti ftsi.i, ín cui La matería sí preerrra soflo: lo staro solido, lo stato liquldo, lo stato gassoso (o erifonne) e lo stato di plasns Gas tonizzato o tempet^ture eleúissime). STATO GASSOSO {1. STAO CASSOSO Carateristiche: elevato grado di disondine delle panicelle (atomi o molecole) che sono libere di muoversi nello spazio a bro disposizione; assumono la forma ed il volume del recipien E che li contiene. Condiziolrt standafd: un gas si Íova in tali condizioni quando: P Pa = latm e T = 273 K = O.C. tba mole di qualunque gas in condizioni sandand occupa s mpre kr sesso volume, definito volume molare = 22,414 lim o <kt13. lr.s. G4t sostanza gassosa a temperatum arnbierrte; oalnre: sato 2eriforme di sosanze solido o liquide a temperatur:r ambiente...2. GAS DEA. TEGG DE GAS DEAT gas tdealt sono modelli a cui è possibile applicare alcune teggt e di cui è possibile prevedere il comportamento. Un gas è considerato ideale quando possiede i seguemi requisiti:. le parficelle sono puntiformi e dltt.lnziate ed íl loro uolu.me è truscurubile ríspetto agli spazi interposti;. le parîicelle sono indipendenîi e non risentono diforze attrattire o repúkiùe;. gli ut'ti sono elasticí, cioè la quantítà di moto posseduta dalle p4r'tice e pnna e dopo l'ut'to irn tne inaaríata (qúantità di noto q= mu, doue m è la massa della paúícella e u la sua uelocità). leggi dei gas esprimono la variazione reciproca di alcuni para Íietri: T = temperatura (K), V = volume, P = pressione, n = moli. LÌGGE D BOYLE (SOTERMA, T=costante): per un gas a T costante, P e V sono inversamente propofzionali, cioè al crescere di P diminuisce V e viceversa.. PV = cost (a T costante) Cas ìn condizioni 1: Gas in condizioni 2: pressione = Pr, pressiooe = Pr, 15 volume = Vr volume = V?

7 LrGGE D CARLES (SOBARA, Pcostame): a p cosranre il V occupato da un gas è direttamente proporzionale alla sua T, cioè al crcscere della temperatura aumenta il volume e viceversa.. V/T = cost (a P costante).yt/\= Yzfîz Gas in condizioni 1: volume Vr, temperatura = T1 Gas in condizioni 2: volume Vr, temperatura T, LEGGE D GAYLUSSAC (SOCORA, V=costante): a V cosranre, la P esercitata da un gas è direttamente proporzionale alla sua cioè al crescere della pressione aumenta la temperatura e viceversa.. P/T = cost (a V cosraote). Pr /Tr = Pz /Tz Cas in condizioni 1: volume = Pr, temperatura = Tì Gas in condizioni 2: volume = pr, temperatuîa = T, EQUAZONE D STATO DE GAS: indica il variare di p. T. V di un gas ideale in funzione del mrmero di moli (n)..pv=nrt R= costaxte uniueìsale dei gas = 0,082 (/. armlmol.k) 4.3..EGGE D DAON DELE PRESSON PARZAT a pressione totale in un recipiente è la somma delle pressioni parziali dei gas cootenuti nel recipiente slesso. La pressione parziale di ún gas è la pressione che questo eserciterebbe sulle pareti del recipiente in cui fosse contenuto da solo..pro=pr+pr+.,.+pn P', pr... p. sono le prcssioni parziali dei gas l, 2... n. (pr + pr+...+ pjv = (nr + n, nn)rt V volume occupato dalla miscela gassosa nr + n ni = moli dei singoli componenti 4.4. EGGE DEttE COMB NAZ ON TRA cas (cay_tussac) A una data P e T i volumi di due gas che si combinano stanno tra loro in un rapporto esprimibile con numeri interi e semplici, e se il prodotto onenuto dalle reazioni è un gas, anche il suo volume sta in rapporto con i volumi dei gas reagenti secondo numeri interi e semdlici. PRNCPO D AVOGADRO '5. \blumi uguali di gas diversi, nelle stesse condizioni di tempelruri e pressione, contengono lo stesso numero di molecole. 1ó, DFFUSONE TEGEE D GRAHAM (EFFUSONE) L^ diííusione è la dispersione casuale delle molecole di un gas dl'ambiente e varia da gas a gas. L'effusione è il passaggio di ln gas attraverso un piccolo foro. Le velocità relative a cui due lrq nelle stesse condizioni di T e B passeranno aftraverso un lttolo foro, variano in misura inversamente proporzionale alla radi:e quadrata delle loro masse molecolari (legge dt Graharn). u.e,.\ e u, sono fispettíuanelxte le aelocità del g6s 1 e del 84.s 2,,r\ e m2 sono le tu^sse molecolai rispetliuamente del gas 1 e del gas 2. (7. TEGGE D HENRY h solubilità di un gas aumenta quaodo aumenta a pressione prziale del gas e diminuisce quando la pressione parziale del!.s diminuisce. {. GAS REA. le panicelle dei gas reali, rispeuo a quelle de:t gas ideall banno.n wlume non trascurabile ispetto a quello del recipíente cbe E contíene e present.tno interazioni reciprocbe. l comporu Gnto di un gas reale si arvicina a quello ideale solo se si trova Gltemporaneamente in condizioni di elevata temperatué e lo"sa pressione. Nel caso di un 8as reale l'equazione di stato riene modficata cor't l'equazione dí Van det waah.(p+a!1'z)(vnb)=nrt Fimo termine del primo membro dell'equazione = P reale per fmterazione tra le particelle coodo termine = V reale perché le molecole di un gas reale hanno un V prop o. terminiaebsonocostanti ebè couolume. t) 1',7

8 STATO LQUDO 4.9. STATO UAUTDO Caratt dsdch : le panicelle del liquido sono libere di scivolare le une sulle altre; i liquidi hanno volume proprio, ma a$sumono la forma del recipiente che li contiene, hanno densità media e un ordine delle particelle minore rispetto ai solidi; sono incomprimibili. Forze dl co slone sono le forze che si esercitano tra le particelle della stessa natura. Forze dl ad slone sono le forze che si esercitano tra le panicelle di natura diversa (ad es. tra il liquido e e pareti del contenitore). Un liquido contenuto in un rubo ha:. tnenísco con la concauità riùolta ue6o 'alto se l^ fona di adesìone tra liquido e pareti prevale ed il liquido bagna le pareti (acqua);. tnenisco con la concouità rilaba te6o il basso se la fotza dl coesione tra le panicelle del liquido prevale ed il liquido non bagna le pareti (mercurio) EQUTBRO D VAPORE E TENSONE D VAPORE Se si scalda un liquido, la velocirà delle panicelle aumenta (aurnent] la loro enelgia cínetica) ed alcune panicelìe riescooo a vincere le foize di coesiorie e abbandonare la suoerficie del liquido. formando il vapore. Se il liquido si trova iî!î cont"fiitore cbiuso, la particella sfuggita può collidere di nuovo con la superfìcie del liqùido e ritornare a far pane del liquido stesso: si stabilisce un equilibrio dînaníco quando il numero delle molecole che tomano aìla superficie del iquido è pari al numero di quelle che lo abbandonano. Quando urìa sostanza è in equilibrio con il suo vapore, si dice che la fase gassosa del sistema è satrmta con il talnre di quella sosranza. n tali condizioni, la Dres_ sione esercitata dal vapore sul suo liquido è chiamara pressione o tefrslone dl vapore e si misura in atmosfere. La fensione di vapore dipende dalla naturc del liquido e dalla temperatura. 4.T. EVAPORAZONE, EEOLTZONE, CONDENSAZONE Evaporazione 'evaporazione è il passaggio dallo stato liqui_ do allo suto gassoso che awiene a temperature infedori a quella di ebollizione. Riguarda solo le particelle della superficie libe_ ra del liquido. L'evaporazione di un liquido comporra una dìminuzione della sua temperatura (ad esempio le goccioline di sudore evaporando abbassano la temperatura della pelle). lollizloner un liquido sottoposto a riscaldamento bolle quanó l'energia cinetica delle sue particelle è tale da vincere e ftae che o tengono in questa fase. Ciò è possibile quando la rcbne di vapore del liquido è uguale alla pressione esterna. f'cbollizione coinvolge 'intera massa liquida. pùnto di ebollizione è direttamente proporzionale alla presix e atmosferica: aumenta quando la pressione atmosferica adenta e viceversa. L'acqua bolle a 100"C al livello del mare (r6sione di atm), mentre in alta montagna, dove la pressio É è più bassa, bolle a temperature inferiori. lcoodensazlone: raffreddando un vapore, 'energia cinetica dle panicelle diminuisce e queste, awicìnandosi le une alle &e, dsentono delle forze di coesione. Si ottiene cosi il paslle io da vapore a liquido, o condensazione. l punto di ebolbbrle di un liquido è anche il punto di condensazione del r4pre del liquido stesso. {2. PROPREÎÀ DE TQUD vofd ità: un liquido che bolle a basse temperature, evapora r.filamente ed ha elevata pressione di vapore è detto volatile (.kol); viceversa un liquido è definito non volatile. tèocttà: un liquido viscoso è costituito da particelle che non bùio tendenza a scorere facìlmente le une sulle altle (lubrifimi), a differenza di quanto capita in ùn liquido non viscoso o fluido (acerone). klsione sup rficiale: è una forza che agisce lungo la superftie di separazione del liquido dzl mezzo con cui è in contate la sùperficie di un liquido forma una specie di pellicola elarb prodotta dalla coesione tra le molecole. 'frl.rttà: è il fenomeno per il quale i liquidi che si trovano ir ntbi molto piccoli (capillari) tendono a risalire lungo il tubo czusa della coesione tra e molecole del liquido e l'adesione t il liquido e le pareti del tubo capillare. sfato solldo..l3. STATO SOUDO Cratterlstlcher le forze di coesione tm le particelle sono più irerise rispeno ai liquidi, il movimento delle panicelle è limita D.d oscillazioni rispetto ad un punto detto nodo, sono incom Fimibili. manrengono forma e volume propri

9 solidl cristalllrú hanno forma geometrica ben definita che riflette 'ordine interno con cuì sono disposte le panicelle. l rie(cq\sq<trt*ltiss{lqsssssr,.s.s.dslss<sss_1s\iss\s\=sstsì) disposte le parricelle del solido (aromi, molecole. ioni) e che si ripete nelle tre dìmensioni dello spazio; la cella elementare è 'unità minima del reticolo che ripetendosi dà luogo al cristallo; gli elemeîti di simmetria sono 1l piano di simmeffiq (pjaîo ideale che divide il crisraljo ìn due parti specularmente ùguali), 'asse di sinrnetia Getta ideale iîtorno alla quale, facendo nrotare il cristallo di 360", si rivede la faccia di panenza o una ad essa equiralente).,l centro di simmctia rpunto iderle interno al cristallo equidistante da due facce opposte e parallele); la somma di tutti gli elementi di simmet a sosdtuisce il grado di slmmetrla del cristallo. solidi amorfi senza struttura cristallina ordinara (vetro) sono da considerarsi in realtà dei liquidi ad alta vìscosità. 4.' 4. TtPt Dt SOUD onici (es. cloruro di sodio): le posizioni del rericolo sono occupate da ioni positivi o negativi tenuti insieme da foni leqami di ripo eletrrostarico rlegami ionici). Hanno ele\alj punti di túsione, sono solubili in solventi polari come 'acqua ed allo stato fuso sono buoni condùttori elettrici. Covalenti (es. diamante): le particelle del solido sono tenule unite da forti legami covalenti, doruti alla condivisione di elettroni, e formano reticoli tridimensionali continui. Hanno elevati punti di fusione, elevata dr.rrezza e non sono buoni conduttoîi. Molecolad (es. naftalina, acqua): le molecole del reticolo sono tenute insieme da legami pìuttosto deboli (forze di Van der Vaals, legami a idrogeno ecc.). Hanno bassi punti di fusione, scarsa durezza, sono catîivi conduttori, alcuni sublimano con facìlìtà. Metallici (es. ferro): ì.eticoli sono costituiti da ioni positivi cìr_ condati da una nube di eleftroni delocalizz^tl, cioè libe di muoversi con facilità (legame metallico). Sono buoni condutto_ ri di elettricità e calore. Per la descrizione dei vari tipi di legami nominati nel paragrafo vedi il capirolo LA SRUTTURA ATOMCA aaaaaaaaaaoaaaaaataaa L'aomo è la più piccol.a entità d.í un elemento cbe ne conserua b carcttertsticbe e che non può essere ulterioftnente cbímici. l termine atomo nel senso di indivisibile è drimicamente valido, ma fisicamente è un termine improprio. Latomo è formato da parricelle subatomichel &trone (particella carica negativamente di massa 9, t kg roperta da Thomson nel 1897) lrotoae (panicella carica posirivamente di massa 1, kg) Èùtione (particella neutra di massa 1,675.10,7 kg, scoperta da Chadwich nel 1932). Protoni e neutroni sono localizzati nel nucleo e costintiscono i atcleoni; gli elettroni si ffovaîo all'esrerno del nucleo e sono f sentì in qlrantità pari ai protoîi, in modo da fomare un'entità detrricamente neutra (l'atomo). Ogni atomo è caîatteizz to da. rumero atomico (Z): numero di protoni di un atomo (e quindi di elettroni se 'atomo è neutro) (tabella pag. 87);. úuúero di Írassa (A): numero di protoni + numefo di neu 'oni. AZ = numero di neutroni. L:r atomo mppresentato con il suo simbolo preceduto dal valore nfneîico di A e Z è detto nucllde: per un generico elememo X sotopl atomi dello stesso elemento che hanno lo stesso numero atomico, ma divebo numero di massa (diverso numero di oeuttoni). Ad es. per l'idrogeno esistono te isoropi: rh (nessun reutrone),?h (deuterio, 1 neutrone), ih (tdzio, 2 neutroni). 5.. TEGG PONDERA DETTA CHMCA r legge della conservazione della Dassa (Lavoisier): in una trasformazione chimica la somma delle masse delle sostanze reagenti è uguale a quella delle sostanze prodotte. r legge delle proporzloni definite e costantl (Proust): in ùn composto, gli elenìenti che lo costituiscono sono sempre combinati nelle sresse propozioni di massa. r Legge delle proporzioni tnultlple (Dalton): se due ele, menri formano più di un composto, le differenti masse di uno che si combinano con la stessa massa dell'altro stanno tra di loro in rapporto esprimibile con numeri piccoli interi. 2

10 5.2. MODELU ATOMTCT Teoria atordlca di Dalton (1808) = in base alle leggi ponderali ed a verifiche sperimentali, Dalton fu il primo a fornire una teoria atomica:. la mateîia è costituita da particelle indivisibili chiamate atomi. gli atomi di elementi diversi hanno masse diverse. gli atomi si combinano fra loro secondo numeii interi per fomare diversi composti. Modello atofllco di Thomson (1898): l'atomo è una sfera omogenea carica di elettricilà posiaiva compensata dalla presenza di elettroni distribùiti ìn maniera uniforme e senza una disposizione spaziale particoìare. Modello atoiúico dl Rutherford (1911, modello elaborato grazie ad un famoso espe mento che irradiava con particelle alfa una lamina d'oro e ne valutava gli effetti su uno schermo fluorescente): l'atomo è costituito per la maggior parte da spazio vuoto co[!t\ rtucleo centrole coríeíeîte protoni e la quasi totalirì della massa; il nucleo è circoîd^to da elettroni distribuiti in orbite simili a quelle dei pianen (nodello planetarío). Liflfe: gli elettroni in movimento awebbero donrto emettere energia e "dcadele" sul nucleo. Modeuo atomico di Bohr (1913): l'eletffone si muove su oîbite circolari concentriche e ciascuna orbiîa è cara(erizzala d^ D^ contenuto di energia: finchè l'elettrone rimane nel proprio livel Ìo eneîgetico non emette eîergia (orbíte stazionaîie)t iî un atomo eccitato (cioè a cui è stata sornminisùata energia) l'elet' trone salta ad un'orbita superiore più energetica e quando ritorna allo stato iniziale riemette 'energia assunta sotto forma di radi^zioîe (la cui frequenza è caratte.istica per ogni atomo); la quantia di energia (E) emessa nel passaggio di ùn elettrone da un orbita ad un'altra non è continua, ma sotto forma di unità discrete chiamate quanti. (E) è propoúionale alla frequenza della radiazione emessa (v) secondo la relazione: E=hv (h: costanre di Planck = 0,66. t6::1 s). ogni orbita appartiene quindi ad un dato lil)ello energetíco, LAdividuato da un numero progressivo 1. 2, 3,... (nurnelo quanti.o principale). modello di Bohr era inadeguato per interpretare alcuni dati sperimentali riferiti ad atomi con un numero di elettroni > 1. Negli anni successivi al modello di Bohr gli studi di meccanica ondulatoda contribuirono alla modema teoria sulla struttura dell'atomo che sostituisce il conceno di orbita con quello di orbitale. (f,e di orbitale 'elettrone, come nrtte le particelle, presen E re duplice natura: è allo stesso tempo un'onda ed una paniú, <b Broglíe). Non è possibile conoscere contemporanea E la posizione e la velocità dell'elettrone (princípio di indeúirúzione di Heíseflóerg). Quindi non si può defnije l'orbita rn demone intomo al nucleo, ma solo prevedere la probab! E dé ha un elettone di trovarsi in una deteîminata posizione É?rdo un'equazione rrlatematica formulata da Scbrodinger. L'rùlzle o nube elettronlca è 'insieme dei punti in cui è più úlile trovare 'elettrooe. Ci sono quaîtro tipi di orbitale che &lscsro per forma ed energia possedute: s, p, d, t ordinati edo 'energia crescenre alì'intemo del livello enefgetico. Esic ur solo tipo di orbitale s che ha nube elettronica di forma sfe sitono tre orbitzli p isoenergetici con nube elett onica a :È fu di due lobi; esistono 5 orbitali d isoenergetici e sette orbiú & Jf iseîergetici di forma complessa. L'insieme degli orbitali gesso tipo, ad esempio 3A rappresenta un sottolivello G8edco Gli orbitali aventi la sîessa foîma, isoenergetici e che Sedrono solo nella direzione, sono detti degeneri. c,ias('jî +rre può contenere al rrrassimo due elettronl Magglor è le dis*aoza dal nudeo, rnaggiore è l3energia di un orbltale. n[c u '.rr,l'"'1., 91 * #, i'l w a " 1', e.l w,t (; t' ffi e 11

11 5.3. NUMERT auanttc Numero quaîrtlco principale (z): rappresenta il liuello energetico dell'elettrone (energia potenziale associat ad una deîerminata posizione dell'elettrone nell'atomo); può assumere valori interi positivi: 1,2, 3, 4...; naggrore è a maggiore è la dimensione della nube eleftronica, a distanza dal nucleo e 'energia. Nunero qu4nùco s condarlo (D: indica il tipo di orbirale o sor tolite o (s, p,4l presente in uî livello energetico; può assumere valo'j &z Oa n 1; ìl numero di sottolivelli è pari al valore di a Numero quafrtlco magnetico (rz): indica l'orlentamento degli orbitali che possono coesistere in un sottolivello; ad es. i tre orbitali p sono orientati secondo gli assi cartesiani e formano gli orbitali isoenergetici p*, py, p,; può assumere valori interi da,,/ a +l compreso lo zero. Numero quantico di spln (s): indica il senso di rorazione dell'elenrone intorno al proprio asse: +rh oraíio, )h anfloîa:io. Due elettroni possono coesistere nello stesso orbitale solo se hanno spin opposti (p ncipio di esclusione di Pauli). TSRBUZONE DEGT EEÎRON NEGT ORBTAT atomico di un elemento indica il numero di eletd. sistemare nei vari livelli e sottolivelli eneqetici. o riempimento degli orbitali viene effettuato teneol=s rite i seguenti cflteri: Qti orbitale può essere occupato ol rnassinto da due elettro qbitale s è riempiîo al massimo con due elettroni, i tre fuma p con 6 (2 id &, 2 ii t'y, 2 iî p) i cinque di forma lo e i sette di forma jfcon 14; & eletuoni nello stesso orbitale hanno spin opposto (pnr? qb dí dclltsíone di Paulù; tl d rîroni che îiempiono gli orbìtali P, d,.,{ occupano primaldi llloú riempiendoli parzialmente e con spin parallelo, Fi b completano disponendosi con spin opposto (pnncipio & rnassima tnobeplicùà di Hund); f doroni occupano pdma gli orbitali del livello e sonoliú eriergetico a più basso contenuto di energia (più victlt\o drdeo). l riempimento dei sonolivelli non awiene in do regolare al crescere del numero quantico prìncipale: ad Ét'Fio gli orbitali 4s si riempiono ptima dei 3tl. Nunel.i qúantki e orbitali Numero quantico Orbíali N" toîale elettroni nlm fi 100 7s , o, 1 3p s 1 +1, 0, _1 3p , +1, O, 1,1 )a , 0, , +1, O, 7, *2 3 +3, +2, +7, O, 1, 2, 3 ls 3p 5d 7Í É t.4fu de a diagonale consente di conoscere la sequenza di deglí orbítali nella naggior parte degli atofii:?5

12 l,a conflgrúaziotre el ttronica di un atomo descrive la sizione degli eleftroni negli orbitali. Esempi:. Ht Z un solo elettrone sistemato nel orbitale s del livello energetico. Configurazione elettronica: 1s' c Ot Z 8 8 elettroni sistemati negli orbitali 1s (2) 2s (2), (4): 11 2f 2Pa. Sc: Z=27: 1f 21 2f 3i 3f 4( 3d Rappresentazione de llt confisurazlone elatroni.a coî di quadratini per rappresentare gli orbitali e di frecce per pfesentare gli eleftfoni: E E lillltîl K 2e 2p4 OSSGENO Le frecce t J indicano che gli elenroni Presenti nello stesso orb! tale hanno spin opposto. Per il principio della massima molteplicità, gli eleftroni del sonolivello p occupano il numero massimo di oúitali possibili per ottenere una maggiore stabilità, per cui: Diagramnta 7s! 6sa 5str 4str 3str 2str più srabiled, lîtîjtl della sequenza di riempirkento degli orbitali: op!úfi 5ptr!tr 4púttú 3pltatl 2pDtttl 'dtrtrtrdn 4/trtrtrtrtrtrtr 4dtrtroEE 3dotrDúú YEO ESTERNO D VATENZA.rr$glm'ione elettronica di un elemento il livello estemo fqm2to dagli orbitali con il numero quantico principale!e*, cioe i più esrerni. Per 'ossigeno il livello estemo è ù, 2f 2py' con 6 elettroni. Gli elettîoní appartenenri al fiì esremo sono detti elenroni di ualen. Sono impord dererminare le Droorietà chimiche di un elemento. elettrontct a punti (di es'ls): evidenziano gli elerd livello più estemo inromo al simbolo dell'elemenro: A AYO.A PERTODCA degll elementl sl ripetono ln oodo pedodico: ao a mano che il numero atomico aumenta. alcune Dro G aumentano o diminuiscono con regolarità per poi pelri feiodicamente; diversi, ma con lo stesso numero di elettroni nell'uhi D fgdlo energetico hanno lo stesso comportamento chimio fedé sono proprio questi elettroni di valenza che interlrgmo nelle reazioni chimiche. hl periodtca, che raggruppa gli elemenri seguendo il M numefo atomico clescehîe, è costituita da: tcrbdi orizzontali ogni periodo è caratterizzato da elecon il medesimo numero quantico principale mag ni Éte (periodo 1: z del livello esterno = 1, periodo 2: z del Hlo esterno = 2, ecc.); 3rqpi ventcalt car^tterizz Í da elementi con lo stesso reero di elettroni nel livello pìù eslerno e con simili pîo FiJà chimiche. Nel gruppo si collocano gli elemenri con clúone nel sonolivello s più esterno, nel gruppo quel corr 2 eletrroni, e così via fino all'ottavo gruppo che ha.rr$gurazione elettronica esterna.ff. ú gtup[ìi A della tavola periodica comprendono elementi cùìfigurazione esterna interessa gli orbitali di tipo s o p. &rentí dí transíziaze comprendono elementi la cui confie$ema interessa gli orbitali d alla tavola sono disposti gli elementi con elettrooftirali 4Í(sene d.eí lantanidù e,í(seri.e d.egli attinidù. periodica riporîa anche eleme i onenuù anificialmente. didi"ioni ambiente la maggior pane degli elementi sono 27

13 solidi, due sono liquidi Oromo e mercurio), pochi sono in forma gassosa. Denominazione di alcuni gruppi: la metalli alc.tltni; A: metalli alcalino_terrosi; WAi calcogení; 'flàt alogeni., /llat gas rcri o nobilí PROPRETA PERODCHE Volume atofiùco e fagglo atoúico: aumentano col numero atomìco, quindi procedendo lungo un gruppo aumentano dall'alto verso il basso; procedendo ìn un periodo, poiché all,au_ mentare degli eletroni aumenta anche il numero di protoni che esercitano un artrazione sugli eletrroni esrerni, il valoie del volume e del raggio atomico decrescono da sinistra verso destra. Energta dl lonlzzazlonei è 'energia che si deve fornire ad un atomo neutro gassoso per strappargli un elettrone e farlo diventare ione positivo; indica la tendenza di un atomo a Derdere elefironii A + energia r A.+ e. n ùn gruppo decresce dall,alro verso il basso, jn un periodo aumena da sinistra verso destra. Affirftà elettronlca: è l,energia ceduta quando un atomo acquisra un elettrone e divenra ione negarivo; indìca la tenden_ za di un atomo ad acquistare elettfoni: A + e + A + energia_ n un gruppo decresce dallaho verso il basso, in un periodo aumenra da sinis(ra verso destra. Elettronegatlvltà: è la capacità di un atomo di attraíe qli elet_ troni in un legamel in un gruppo decresce dall.alro verso il basso, in un periodo aùmenta da sìnistra velso destra. L,atomo più elettronegaaivo è il fluoro (valore 4), quello meno elenro_ negativo è il francio (valore 0,7). Metalll e non metalll: una ljnea sryzzafa separa sulla tavola periodica gli elementi con carafterisriche meralliche da quelli con caratteristiche non metalliche. Gli elememi a cavallo di oue_ sra linea spezzata presenlaoo proprietà semimetalliche. n generale il caranere metallico diminuisce nella ravola peri_ dodica da sinistra a destra ed aumenta dall'alto l.erso il basso. Le plopietà metallicbe sorro essenzialmenre: lucenrezza, con_ ducibilità rermica ed eletr.ica, malleabilità, dunilità _ lf propdetà non metallicbe sono essenzialme e: opacità. capacirà isolante. metalfi hanno basse energie di ionizzaziooe. bassa affinità elemonica, bassa elettronegatività. Viceversa r non meralli. ó. LEGAMCHMC aaaaaaaaaaraaaaoaa n natu.a sono rari gli elementi che esistono allo stato di atoúi isolati: sono quelli appanenenti all'onavo gruppo (gas toblù. scagamente reattivi e con configurazione elettronica estema del tipo.t'f(eccefto l'elio che ha solo il sottolivello s). la prenza di otto elettroni nel litello ener4etíco più et erno confeîisce 4A'atomo stabilità e inetzía cbirnka (tqol^ dellottelto). G. nobile Confrgurazíane elettronica Eio 7C Neon 112Í2f Algo É 2f 2f 3r'z3dt crípto f 31 3f 3d" 4fit xeno lf 21 2f 31 3f 3da 4f 4f 4d'o 5ÉlÉ Radon f 3f 3f 3d'o 4e 4f 4do4f15f 5f 5do 6i&t Gli atomi che non hanno tale configurazione tendono a raggiunge a per avere maggiore stabilità, cioè tendono ad avere ono elettîoni nel livello più estemo, unendosi ad atomi della stessa specie (Îotmano elenentù o di specie diversa (fo.rnano conqnstù n,edi^rlte legami chimici. ) Gli atomi dei metalli (1,, lll gruppo) tendono a perdere rispettivamente 1, 2, 3 elettroni Per raggiungere la configurazione del gas nobile che li precede. ) Gli atomi di non metalli Cr',!', \' gruppo) îendono ad acquistare rispenivamente 3, 2, 1 elettroni per raggiungere la configurazione elettronica del gas nobile che li segue. l legame chtmtco è 'atrazione che si stabilisce tra gli atomi: Le fona con cui tale atíazione si manifesta è dera forza di lqane. fenergta dt lega.úe è 'energia liberata al momento della formazione di un legame, ossia 'energia che bisogna fomire Per romperlo. a lunghezza dl legane è la distanza che inrcrco.re tra i due atomi: il suo valore, determinato sperimentalmente. è espresso in Àngstrom (1frì0m), come le dimensioni atomiche. l ttpo di legame dipende dall'eleftonegatività degli atomi: 1. quando la dtffetenza di elenronegatività fra atomi è elesat2 (>1,9) gli elenroni si trasferiscono da un atomo ad uo altto. dando fuogo vn leeame íonico ^d 2. quando la diffe.enza di elettronegatività fra atomi è nulla c pi.cola (<1,9) gli elcllroni sono mesii in companecipjzro tra gli atomi, dando luogo ln legame cou.lle1úe ^d

14 ó.. TP D TEGAME Legame lonico: si forma t atomi coo elettronegatività molto diversa; vi è trasferimento di elemoni da un atomo, che diventa ione positivo, ad un altro atomo, che diventa ione negativo. Tra i due ioni opposti sì esercifa!îa ÍoÉa eletîrostatica (dl attrazione fra cariche opposte) che li unisce. Questo tipo di legame si instaura ra atomi aventi gli uni bassa energia di ionizzazione, gli aliri elevata affìnità elettronica. Dà luogo a compostí ianù:i so] ' bili in acqua e non a vere e propîie molecole. Esempio:. atomo con bassa energia dr ionizz^ziore: Na; ha un elettrone nel livello energetico più estemo; corìsegue l'oftetro se: Na 1e Na'. atomo con elevata affinità elenronica: Cl; ha sene elenroni nel livello energetico più estemo; consegue 'oftetto se: Cl +1e Cf. L'elettone più esterno di Na si trasferisce a Cl, si formano gli ioni Na* e Cl e il legame ionico: Na.+Cl Na*Cl (composto ionico). Égame covalente: si forma tra atomi con elettronegatività uguale o simile; il raggiungimento dell'ottetto è ottenuto mediante cozdíùísione di eleîtroní. Gli eletúoni condivisi oon appanengono più ad un singolo atomo, ma ad entrambi gli aromi coinvolti nel legame e sono aftratti da enîîambi i nuclei. Se a condivisiooe coinvolge due elemoni (..) si oniene un lqame singolo (), * tnteressa due o tre coppie di elenroni, si ottieîe úî lqame doppio () o triplo (a). Gli aromì uniti con legami covalenti danno origine a vere e proprie molecole. ll legame covalente può essere:. puro, q!^îdo interessa atomi con uguale elereonegativirà. polare, qú ndo interessa aromi con differenre elettronegatività..egaflre covalefrte pufo o omopolar : esempi. l cloro ha conffgurazione estema.t'f; il raggiungimento dell'otteno si ottiene mediante la condivisione di una coddia di elettronl:,91...ij,,.iil: cr _ cr L'atomo di azoto ha configurazione estema ff; il raggiungimento dell'ottetto si ottiene mediante la condivisione di tre coppie di elettroni con formazione di un triplo legame: :N. +,N: + :Ni in NN. gam covalelt polare: nelle molecole biaîomiche cdr tenenti atomi con diversa elettronegatività (ad es HF, acid fluoridrico), 'atomo più elettronegativo (oel caso di HF è i fluoro F) attrae gli elettroni di legame più energicamente del 'altro; la molecola che si forrna presenta una Parziale cari'c negativa (ò) vicino all'atomo con più elevata elettronegatiil ed una parziale carica positiva (ò') vicino all'altro: si forma ur dipoto, cioè una molecòla polare con distribuzione di c?tic asimmetrica: ò' ò H_F Nelle molecole poliatomiche dipende dalla geometria delì molecola poiché essa è polare solo se i centri delle cariche p6i tive noo coincidono con quelli delle cariche negadve. Ad es. molecola dell'acqua risulta polare perché i suoi due legami co!? lenti polari &o H6'formano un angolo di 104,5'e in td rrrod i cenbi delle due cariche positive degli atomi di H sono sepaia bili dalla parziale carica negativa localizzata sull'atomo di o: ò o HòH rgame covalente datlvo: si ha quando i due elettroni che fol mano il legame covalente provengono entrambi da uno dei du (.lonatore)\ si rappresenta con una freccia che dall atom ^tofii donatole si dirige verso 'acceftore: H HNT+H' H Ammoniaca r}t\ llì+ l"l'l!h'/ lone ammonio game metalllco: i metalli mettono in comune gli eleeror disaccoppiad dei loro atomi formando una nube compana: r deriva una stmttura cafttterizzata da un reticolo cristallino fo mato da ioni positivi immersi in una nube di elettroni. Gli el troni sono molto mo61li (conducibilítò del metallo) e nella înt gli ioni possono scorrere 'uno sull'altro (malleabílílò e duttili del metallo''t. 30

15 Legaqre a ldfogefro: si forrna Ía H e elementi di atomi molto elettronegativi (O, F, N) di molecole vicine; è di natura elettrostaticr ed è un legame debole; è rcsponsabile delle proprietà fuiche delle molecole che lo manifestano: punti di ebollizione e fusione elevati; si rappresenta con urìa linea tratreggiata. Esempio: le molecole dell'acqua sono cantteàzzate da \tîa parziale carica negativa vicino all'ossigeno ed ]'j/rlta parziale ca'jca positiva vicino agli idrogeni: le molecole vicine risentono della reciproca atùazione Ía cariche parziali di segno opposto ed ogni molecola di acqua instaura dei legami a idrogeno con altre quattro molecole vìcine: aì,.\ tt '.. legame id.ogedo Forze di Vafr der Vaals, sono forze di legame deboli efficaci solo su brevi distanze; implicano l'attrazione degli elettroni di un atomo veîso i protoni di un altro; si ottengono come interazione: t dípoloclipolo = due molecole che sono entrambi dei dipoli pernanenti sono atíatte 'una dall'altra;. dipolo4ipolo indoîfo fîa una molecola polare ed una non polare: quescultiîn", sotto 'inîuenza della prirììa, diviene anch'essa polare;. dipolo indottodipolo índotto = fra molecole non polari che per un istante creaoo un dipolo temporaneo su una molecola che può provocare la anche di altre e conseguente 'r.l.lafízzazljíe afîrazionei sono dette aoche "forze di London". ó.2. EGAM SGMA (o) E Pl GRECO (r) Quando un orbitale di un atomo si sovnppone ad un ortritale di un altro atomo, si forma un legame cor lente. l ttpo dt legame covalente originato da tale sovrapposizione può essere o o,r. r l legame o è doruto alla soltapposizione di. due oòiali s. un orbitale s ed un orbitale p. dùe orbitali p lungo il loro asse principale. E molto fofe e per rcmpedo è necessaria una elevata quantità di energia. r l legatne î è dovr.rto alla sovrapposizione di due orbitali p disposti parallelamente fra loro e perpendicolari al piano della molecola. E più debole del sigma e si rompe più facilmente. t ó.3. GEOMETRA MOECOARE Doppietto di legame coppia di elettroni coinvolta nel legarrr Dwietto libera coppia di elettroni che non panecipa al lega Forma geoaetrica o sttuttur.t delle nolecole. dipende da: t numero di doppietti di elettroni presenti nel livelìo più es ) repulsione reciproca trz! doppietti elettronici; le coppit elettroni si dispongono in modo che le forze di repulsi siano ridotte al minimo: requkíone frq dòppieni liberí reduhione fra > dofpieno libero e doqqletb di legane repulsíorc ln > doppíefli di lqa Geometria delle molecole:. 2 doppietti di legame disposizione llneare angolo di legame BeF:. F.. Be. 'F: FB F. 3 doppietti di legame disposizione trlgonale pl4 tare BFr angolo di legame 1 NH3 :F. B,F, F 12ù R. 4 doppietti di legame * disposizione tetradrica Metano angolo di legame lg CHr H H:C:H ; H 10 c,,n HHH. altrí esenpi dl molecole con 4 doppietti: Acqua H:O due doppietti lìberi due doppieni di legame angolo di legame: HH N,/N A.[roonlaca un doppietro libero tre doppietti di legame angolo di legame, 107'

16 ó.4. ORBTTAU tbrtdl L'ibrídazione è un mescolamento di orbít.lli cbe produce orbittlli di uguale fomo ed energía, detti orbitali lùndl Nel carbonlo (2=6, C=1f 2f 2f) si ha ìl saho di un eleurone dall'orbirale all' oîbilale 2p (carbonio eccitato) e s.rccessivamente 'ibridazione^ tra gli orbitali s e p dell'ultimo livello: essi cambiaro forma ed energia trasformandosi in orbitali ibridi con forma e contenuto energetico inte.medio tra i e A ciò consente agli elett oni appartenenti a questi orbitali di formare legami equivalenti. La forma delle molecole con orbitali ibridi dipende dal ripo di ibddazione. Per il carbonio sono possibili tre ripi di ibridazione: r ibrldazlone sp3: è dovuto al mescolamento tra un orbitale s e tre ofbitali A si formano quattro orbitali ibridi sf con uguaie forma ed energia e con un elettrone spaiato ciascuno; l,angolo di legame che essi vengono a formare è 109,5" (geouetria tetraedrica). il C occupa il centro del tetraedro e gli orbitali ibridi sono djretti verso i venici; r ibridazlone sp'?: è dovùta al mescolamento di un orbìtale s con due orbitali 12 si ottengono tre ofbitali ibridi sldi uguale forma ed energia, diretti lungo i vertici di un triangolo equilarero con angolo di legame di'!20ó (geomeîrkt tigonale planare): ibrldazlone spr è dol'ura al mescolamenro di un orbiîale s ed un orbitale g si ottengono due ofbirali ibridi sp di uguale foma ed energia, diretri lungo un asse con angolo di legame di 1,80" (geometria lineare). ó.5. RTSONANZA A voìte alcune molecole vengono rappresentate con più formule. Ad esempio lo ione nitrato (NOt) è descritto da tre formùle di struttura contemporaneamente rapprcsentative o for rule dl rísonariz^, domte al fatto che gli elettroni si spostano da un atomo all'altro della molecola: o î ono o ONO o O=NO a distribuzione reale degli elettroni può esserc corìsidemta un ibrido di risonanza tra le tre formule, perfettamente equivalenti. 34! 7. NOMENCTATURA aaaaaaaaaaaalraaa 7.'. VAENZA E NUMERO D OSSDAZONE valenza: è il numeîo di elenroni che un atomo di un elemen to acquista o perde o mette in comune quando forma un legame. Quando è associata al segno + o è denominata numero di ossidazione. Numero dl ossldadone {n.o.): è il numero di cariche formalì che un dato atomo assume quando si Îrova allo stato elementare, ionico o quando entm a far pafte di un composto. Regole per la su.t deterlninazione. un elemento può avere più n.o.. il n.o. di una sostanza allo stato elementare (es.or, Nr, Fe) è O. il n.o. è quando un atomo acquista elettroni, + se ne perde. il n.o. di uno ione monoatomico (es. Na', cf, Ca") è ugrale alla carica dello ione.. il n.o. di H è +1 eccefto negli idruri (1). il n.o. dì O è 2 eccetto nei perossidi (1) e +2 nel legame con F. ìln.o.ort e1. la somma dei n.o nelle molecole neutre è 0 e negli ioni Polhtomici deve essere pari alla carica risultante: es. 1: determinazione del n.o. di HzSOr: n.o. H = x2= +2 n.o.o=22x3=6 somma = 4 per cui n.o. S = +4 es. 2: determinazione del n.o. di NHl.: n.o. H = '1.x4= +4 n.o.n=33x1=3 somma = + 1 * solo in tai modo la sonma algebrica è pari alla carica dello ione (+1) Prevrslone d l numeri di ossidazionq si deve tener cooto del numero di elettroni presenti nello strato più esterno e della terr denza dell'atomo dell'elemento a perderne o acquisume ter raggíunge1'e la confrgurazione elettronica del qas nobíle píù ukira r elementi del gruppo A n.o. +1 r elementi del gruppo A tr.o. +2 r elementi del gruppo A n.o. +3 (il tallio anche +1) r elementi del gruppo va n.o. +4 (C, Sn, Pb anche +2) r elementi del gruppo va, VA, vla hanno n.o. dspenivamerìte 3, 2, 1 (a vohe possono anche avere n.o. positivi) r elemenri di transizione + n.o. cla +2 a +7 1ps ha n.e. +2 e +3). 35

17 7.2. FORMUA Dt UN COMPOSTO Nella formula di un composto gli atomi e gli ioni si combinano in modo che la somma dei n.o sia uguale a 0. L'elemento con n.o. positivo di solito è scritto per primo; esempi:. composto formato da calcio Ca" e bromo Br: la somma delle cariche deve essere 0, quindi sono necessari due ioni bromuro per ogni ione calcio = CaBr,. composto formato da Al'3 e S?: si calcola il minimo comune multiplo fra 2 e 3 G 6) e si divide per la carica per onenere il numero di ioni del composto Alrsl. composto formato da Al.3 e SOa'?(ione solfato): peî esprimere i multipli degli ioni poliatomici nelle formule, si urilizzano le parentesi AL(SO): 7.3. NOMENCTATURA TRADZONATE Si basa sulle camtteristiche metalliche o non metalliche degli elementi che costituiscono un composto chimico. compostl blnafi sono caratterizzati dalla presenza di due elemeoti (ossidi, anidridi, idruri, idracidi); i co'npogd tefnad sono car"atterizzati dalla presenza di tre elementi (idrossidi, ossiacidi, sali da ossiacidi). OSSD (BASC): MEALO + OSSGENO. Se il metallo ha un solo n.o. si aggiunge il termine ossrlo al nome del metallo,. Se il metallo ha due n.o. si aggiunge il suffìsso oso per il numero di ossidazione più basso, lco per il numero di ossidazione più alto. Esempi: ) CaO ossrdo di calcio; FeO ossdo fenoso (Fe*) Feroj ossr/o fe.!r?o (Fej PEROSSD: sono carafterizzari da due ossigeni legati fra loro (OO) e l'ossigeno ha numero di ossidazìone 1. Esempi: > HZOT perossido di idrogeno o acqua ossigenara Nazo2 perossdo di sodio DROSSD (BAS): METAUO + Otl Gruppo ossi&ile) Si assegna il nome come per gli ossidi, cambiando il rermine di ossido con idrossido. Esempi:. > NaOH idlossldo di sodio; Fe(OH), idrossido ferîoso (Fe,1; Fe(OH) idrossido feffico (Fe'r) Si premette al nome del metallo il termine idrwro. Fl mpiral > l"tfl idrtaro di litio AÀDRD (OSSD ACD): NON METAL + OSSGENO. Se il nonmetallo ha ùn solo n.o. il suffisso è rca.. Se íl nonmetallo ha due n.o, si aggiunge il suffìsso osa(se n.o. è compreso ra 1 e 4) rca(se n.o. è compreso rra 5 e 7).. Se il nonmetallo ha due n.o. entrambi fra 1 e 4, pef qu { più basso si utilizza il prefisso lpo. Se il nonmetallo ha due n.o. enrambi fra 5 e 7, per quel più alto si utilizza il prefisso Psr. ) BzOt anidride boricai CO2 qnidríde c^rboî\cai 5Oz anidríde solforosa (S'{); SOr anidríde solforica (Sn) ClrO anidride ip@lorosa (Cl'l); ClzOt anidríde clorosa (Q' MîO3 anídride maiganrba (Mn.6); Mnzoi anidrde perîlj. ganica (Mn*D DRACDT DROGENO + NON MEALO Si premette il telmiîe acido e si aggiunge al nome del no metallo i.l suffisso Arico. Esempi. ) HC acido cloidrko;h2s acao solfidrico OSSACD (ACD OSSGENATDT H + NON MET. + O Si assegna il nome come per le anidridi, premettendo il terft îe acido, Esemq;rl > líno2 a.ído HNOr acly'o nitrico; HCO acfdo iqfur< H2SO! acdo ^iúc$o; solîotoso; H2SOa acdo solfoîico SAL composti che si otrengono per sostiruzione brrle o parz le degli idrogeni di un acido (idracido o ossiacido) con uno b metallico. Esempi: NaCl deriva per sostituzione totale di H' o Na'; NaHCO3 deriva da H2co3 per sosdùzione parziale di H' o lo ione Na.,. Si assegna il nome ai sali nel seguente modo: sufflsso acldo + sufflsso sale idrico tlro oso tto ico ato. Stabilito il suffisso si aggiunge il nome dello ione metallko. t NaCl clorrro di sodio; Na2S solfrro di sodio; KNO, nitrlto di potassio; Na2SO, solfrto di sodio; NarSO{ solf4to di sodio; NarCO3 carbonato di sodio 37

18 i t t t l Sall neutd non contengono né H, né OH. Sall acldl contengono H. Si fa precedere il nome dello ione poliatomico o del radicala qcidn (ciò che rimane in una molecola di un acido quando vengono tolti gli idrogeni) dalla parola idrogena NaHCOT idrogeno carbonato di sodio (bicarbonato di sodio). Sali basici contengono OH. Si fa seguire la parola idrossido (o basico) al nome dello ione poliatomico: ca(oh)no3 nirrato monobasico di calcio. Salt tdrati: contengono nella formula HrO (acqua di cristallìzzazione): CUSO{. 5HzO solfato rameico Dentaidrato. 7,4, NOTAZONE D SOCK Usata soprattutto per i composti dei metalli, non utilizza i sumssi oso e ìco, llra tiene conto della ualenza dell'elenento che viene indicata da un numero roíumo scritto tra parentesi. Esempi: ) FeO ossido di ferro (); FerO3 ossido di feno () ClrO ossido di cloro (); Clror ossido di cloro (lld FeC2 cloruro di ferro (ll); FeCl3 cloruro di feno cld 7.5. NOMENCTATURA RAZ ONAtE CUpAC) Composti btnart:. si assegna il suffisso aro al secondo elemento del composto e si aggiunge il nome del primo elemento. se sono presenri più atomi si appongooo i prefissi di(2), tri (3), tetru(4), penta(s) ecc.. se è presente 'ossigeno, si mantiene il nome di ossido ) KC clorr,.o di porassio; Na2S solftro di dóodio CuCl2 dícloîuro di r^me; FeO oss#o di ferro CO, diossido di carbonio; N:Or tríossido di diazoro KzO ossido di dipotassto Composti te!.nad: Per la nomenclarura dei sali si assegna il suffisso ato al nome dell'elemento caratterislico dello ione poliatomico, preceduto dal numero di ossigeni presenti. A nome così ottenuto si aggiunge il nome dello ione positivo. La valenza del non metallo è indicata con la notazione di Stock. ) Na2SO3 triossosolfato (v) di disodio N.B. Per i compostì ternarí è cornun4ue più utilizzata la nomenc latura tradiziona le LE REAZONCHMCHE aaaaaiaaaaaaaaa'1t"" Una reazione chimica è un processo che pona le sostanze di partenza o leagentl a reagire fra loro, rompendo i vecchi legami e formandone di nuovi, per produrre sosîanze diverse o lttod,ottí, LE reazioni sono rappresentate da equaziont chioiche i reagenti sono postí a sìnistra dell'equazione' i prodolu sono posti a destra e separati dai reagenti mediante una freccia: f agsntt + Pfodottf Un esempio di reazione chimica è la combustione del carbonio: C + O2 + COr leggi: carbonio si combina con ossigeno per daìe anidride carbonica, Accanto alla formula possono essere inseriti altri simboli che indicano lo stato fisico dei reagenti o dei prodotti: (s) solido' 0) liquido, G) gassoso, (aq) soluzione acquosa, t prodono gassoso, J prodotto solido o precipìtato. C (s) + O, G) CO,î 8.1. ENERGA D ATTVAAONE Perché una reazione poqsa awenire si devono verificare le seguenti condizioni: le sostanze deuono urtqle. 'uio d,eùe auuenlre lun+o un6 pafticolale direzíone r 'urto dan essete efficace, cioè Lt'venite con suííicizflte eler 8i4 pet rompere determinati legami e fonnarne di Íuot'i' Quando due molecole si awicinano, l'energia cinelica che p6 siedono in funzione del loro movimento si trasforma in energia potenziale di repulsione delle nubi elettroniche' Le molecole ah" h"to suffìciente energia cinetica da essere abbastanza vicine e reagir sono deffe Lîtivate. Esse formano un coúpl sso attlvato, un composto inîermedio a maggior contenulo di enelgia, in cui i legami non sono ancora del tto defìniti' L'ene8ia richiesta per supefire la bartiera del complesso anivato è dèna energla dl attirazione. Graficamente l'energia di al! vazione è rappresentata dalla differenza tra il contenuto di ener' gia della cinìa della curva in cui si viene a trovare il complesso anivato e la siruazione ene8etica in cui si fovano i reagenú Sc 'energia di anivazione è alta. pochi ufli avranno un energia sú' ficiente per formare il complesso attivato: perché la reazione awenga è necessario modificare le condizioni ambientali' a( esempio fornendo il calore dall'esterno 39 1

19 Diagranma dell'energia dt attíuazione. energia complesso attivato enersia di attivazione E.2. BTANCAMENTO DETTE REAZON Bilanciare una reazione signiffca aggiustare \ coejfkíenti ste_ cbíometricl (r]lumei. che si premettono alla formula, i Diù bassi possibili) in modo che da enrrambi i lati dell'equazione vi sia lo stesso numero di atomi per lo stesso elemer\lo 1egge dl conser_ uazione della rnassa): esempio: CrFla + O, + CO?+ H,O ci sono 3 atomi di C da una pane, ftu uno solo dall,altra: si ore_ meíe il coefficieme 3 davanú al diossido di carbonio a destra: C3H + O, 3CO,+ H,O anche gli atomi di H non sono bilanciati poiché ci sono g atomi di H a sinista e solunto 2 a destîa; si pone il coeffi_ ciente 4 davanti all'acqua: CrFls + O, 3COt + 4HrO r in ultimo si bilancia 'ossigeno mettendo il coeffìciente 5 davanti alla molecola dell'ossigeno: crrls + 5Oz 3CO,+ 4H,O ATENZO\E: non si devono confondere gli indici di una formula con i coefficienti; non si può cambiare un indice per bilanciare un'equazione: 8.3. TP D REAZONE Vi sono 4 tipi generali di reazioni chimiche: scamblo sempllce un elemento di un composto viene sosti_ ruito da un alúo elemenlo: Zn+2HCZîCl2+H2 doppto scambto le specie posirive e negarive di due com_ posti si scambiano fra loro: PbCl, + Li,SO4+ 2LiCl + pbso. decomposlzlone composti sonoposti a riscaldamento si scin_ dono in sostanze più semplici: CaCOrCaO+CO, 40 slnt6l due o più sostanze si uniscono per formare una nuova soselnza: NH3+HCl.NHrC N.B. Per le reazlonl di ossldorlduzlone vedi cap REAZTON D PREPARAZONE DE PRNCPAT composlr lnorganlcl drud: sintesì di un metallo con 'idrogeno. Esempio: 2Li + Hz + 2LiH idrulo di litio Osstdl bastct o acldt (antdrtdl): reazione tispettivamente di un metallo o di un nonmetallo con 'ossigeno. Esempio: 4N + 3Oz + 2AlrO3 ossido di alluminio S + Oz SOu anidride solforosa ldrossldl reazione degli ossidi dei metalli con 'acqua: CaO + HzO Ca(OH), idrossido di calcio Osstacldl: reazione degli ossidi dei nonmetalli (anidridi) cpn l'acqua: N2O5 + H2O * ZHNO: acido nitrico Alcnni ossiacidi si ottengono sornmando all'anidride più moli di acqua: PrO3+ 3HrO 2HrPOr acido fosforoso (o acido onofosforoso) PrO5 + 3grg + 2H3PO1 acido fosforico (o acido onofosforico) B,o: + 3H,o 2H]BO: acido borico (o oloborico) SiO, + 2HrO + HaSiOa acido silicico Sali: vari metodi di prepaîazione, tra cui il più semplice è la reazione di neutralizzazione úa un acido ed una bas : acido + base sale + acqua Esempio: HC ì NaOH NaCl + H,O Esempi di reazioni di preparazione del sale solfato di zinco (ZnSOD: metallo + acido: Zn + HrSO{ + ZnSOr + Hz id.ossido + acido: Zn(OH)z + HrSO{ J ZnSO{ + 2Hp ossido + acido: ZnO + HóOr + ZnSO{ + HrO idrossido + anidride: Zn(Ol)z + SOi + ZoSOa + HzO ossido + anidride: ZnO + SOr'ZnSOr acido + sale: HóO. + ZnCl, + ZnSO{ + 2HCl sale + sale: Na2SO{ + ZnCl2 + ZnSO{ + 2NaC 4l

20 E.5. REAZON DA PUNTO D VSTA STECHOMETRCO La stechiometda si occupa delle relazioni quantitative tra reagenli e prodotti e dei relativi calcoli detti calcoli stecbiometîici. Essi consentono di conoscere le masse delle sostanze di una reazione chìmica. Ad es. si nrole sapere quanti glqnfli di Cu2S saranno prodottí da 9,9O di CuCl cbe reagbcono con un eccesso di H2S gassoso. Si procede oel seguente modo:. sí sciùe la reazione cbimica e si bilancia 2CuCl+H?SCurS+2HCl 2 moli di CuCl reagiscono con 1 mole di HrS per dare 1 mole di Cu,S e 2 moli di HC. si coruerlono le molí in grumni (g=mole. PM) g(cucl) 299= 198 g(h2s)=1.34=34 g(cu,s)=1159=159 g(hcd 236,5 = 73. si ímposta la ploporzione 1989(CuCl): 1599(Cù,S) = 9,909(CuCl): x g(cu,s) x 7,95 g di CuzS 8.ó. REAZON DAt PUNTO D VSTA ENERGEÍCO Alcune reazioni avvengot\o con suiluw dí calore e sono detfe te,. zionl esotermlche A+B à C+D+calore ceduro all'anbienre. l contenuto di energia dei prodoni è inferiore a quello dei reagenti. AÍe reazioni awengono cor\ ttssorbitlento di calore e soîo dette ieazlo'll eùdotemiche: A+B+calore somministrato ai reagenti + C+D. l congnuro di energia dei p.odorti è superiore a quelìo dei reagenti. Diogrumrni dell'energia: reazione esoteftnica reazione endotermica 8.7. PRMO PRNCPO DETTA TERMODNAMCA Una reazlone chlnrlca è un processo che può produne contempoéneamente cdore (Q) e lavoro (L). Se consideriamo una reazione che awiene in un cilindro chiuso da un pistone mobile. i pncdoni gassosi che si formano pos.sono provocare uno spo,stamento del pistone e di conseguenza produzione di lavoro che si aggiunge al calore wiluppato. Ricordando che L(latoro) = F (forza). (qnstanenù e P (pressíone)= F (forza)/s(suryjicie). si avrà che: L = P. s.l e poiché s.l conisponde alla variazione di volume (AV) dol,uta all'espansione del gas prodotto, si può scri. vere: L = P^v. ntendendo per sistena tufte le sostanze chimiche coinvolte nella reazione e per ambiente tutto ciò che le circonda, per convenzione si ha: Q ha segno + se fluisce dall'ambiente al sistema Q ha segno se fluisce dal sistema all'ambiente L ha segno + se è il sistema a compiere lavoro suli'ambienre L ha segno se è l'ambiente a compiere lavoro sul sislema ll sistema nello stato iniziale (reagenti) possiede energia tnt rtra sotto forna di energia cinetica (dovuta ai moti delle panicelle) e potenziale (do!'uta all'attîazione tra le panicelle). Dopo la reazione 'energia interna dei prodoni sarà diversa da qùella iniziale e la vatiazione è espressa dalla rctazionet = &d"td Eso d. Per il principio di con^servazione dell'energia, ^E tale differenza deve conispondere all'energia scambiata con l'ambienle so$o forma di calore e lavoro: AE = QL (Q = calore fomito al sistema, L = lavoro fano sul sistema). Tale relazione esprime il primo prtncipío de a della cottseflnziane dell'enetgia): lzz nriazione di enetgia íntern t.li un sistema è uguale alla sonna dellzz 'nràn?d']l(z quantidi di calore e lannro sc4tubttte tra íl sisterna e l'amtiente..ooîdlneta dl ftaztoe coordln4,a dt,tazlorc 8.8. GRANDEZZ'E TERMODNAMCTE E REAZON Le grandezze termodinarùiche (energía interna, enîalpía, efltropia, elq Bia liberu) sono le grandezze che con la loro variazìe ne consentono di prevedere se una reazione awiene ed in quale direzione. Sono Íunzio\i di sbto. cioè dipendono unicamente dallo stato iniziale e finale del sistema, e non dal percorso SeSuito per ottenere una rasformazione. Energia lntefna (E)r indica l'ene.gia interna del sistema; se una reazione awiene a wlune costante, allora L= P^V=o e AEQ, cioè la variazione di energia intema è la quantità di calore scrrts biata a volume costante. Nelle razíoni efldoîerînícbe il calore è l