Chimica Generale ed Inorganica

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1 CCS-Biologia CCS- Scienze Geologiche A.A Chimica Generale ed Inorganica Prof. Francesco Isaia Prof. Vito Lippolis Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche Cittadella Universitaria isaia@unica.it 1

2 CCS Biologia CCS Fisica Chimica Generale ed Inorganica - Testi consigliati - Petrucci Kotz Atkins Burdge 2

3 CCS Biologia CCS Scienze Geologiche I concetti alla base della chimica Esercizi di preparazione all'esame: (dal testo consigliato Chimica di Kotz e al. IV Ed.) Cap 1. n. 1-51

4 La Chimica studia la composizione, la struttura, le proprietà e le trasformazioni della materia Materia tutto ciò che possiede massa e occupa spazio oro mercurio 4

5 Gli Stati della Materia gassoso solido liquido 5

6 Solidi Hanno forma definita, volume definito. Sono costituiti da atomi, molecole, o ioni che occupano posizioni fisse. Esempio: Grafite la struttura a strati degli atomi di carbonio impartisce speciali caratteristiche. 6

7 Liquidi non hanno forma propria e assumono la forma del recipiente che li contiene. Sono costituiti da atomi, molecole che non occupano posizioni fisse 7

8 Gas Si espandono in modo da riempire il contenitore che li contiene. Cos'tui' da atomi o molecole separate l una dall altra da una grande distanza e che si muovono velocemente. 8

9 Materia - Proprietà Fisiche PROPRIETA CHE POSSONO ESSERE OSSERVATE E MISURATE SENZA ALTERARE LA COMPOSIZIONE DELLA SOSTANZA Proprietà fisiche comuni: densità colore punto di fusione e di ebollizione odore Solubilità in un liquido per ottenere una miscela omogenea (SOLUZIONE). 9

10 Materia -Trasformazioni Chimiche Trasformazione Chimica o Reazione Chimica: trasformazione di uno o più atomi o molecole in una o più molecole diverse. Es.: il ferro che si arruginisce, reazioni di combustione, formazione di un precipitato, o di un gas, Bruciando idrogeno (H 2 ) in presenza di ossigeno (O 2 ) si forma H 2 O. 10

11 Proprietà Intensive Sono indipendenti dalla quantità di materia es. densità, pressione, temperatura, concentrazione di una soluzione, conducibilità elettrica, conducibilità termica, lucentezza... Proprietà Estensive Dipendono dalla quantità di materia es. massa, volume, energia interna, entalpia,... 11

12 Il linguaggio della Chimica GLI ELEMENTI CHIMICI: sostanze pure che non possono essere decomposte in altre sostanze più semplici; sono costituite da atomi tutti uguali Bromo Sodio Alluminio Gli elementi, i loro nomi ed i simboli sono elencati nella TAVOLA PERIODICA 12

13 La Tavola Periodica Dmitri Mendeleev ( ) 13

14 La descrizione di un fenomeno chimico x 2 H 2 (g) + O 2 (g) --> 2H 2 O(g) 14

15 Dagli elementi ai composti 2 Na(s) + Cl 2 (g) --> 2NaCl(s)

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19 Unità di Misura Unità S.I. Lunghezza metro, m Massa chilogrammo, kg Tempo secondo, s Temperatura Kelvin, K Quantità Mole, mol -1 Unità derivate Forza Newton, kg m s -2 Pressione Pascal, kg m -1 s -2 Energia Joule, kg m 2 s -2 Altre unità Lunghezza Angstrom, Å, 10-8 cm Volume Litro, L, 10-3 m 3 Energia Caloria, cal, J Pressione 1 Atm = x 10 2 kpa 1 Atm = 760 mm Hg

20 Unità di lunghezza in chimica metro, centimetro e millimetro sono poco pratiche per definire le lunghezze a livello atomico 1 nanometro (nm) = 1.0 x 10-9 metri 1 Å = 0,1 nm Distanza del legame O H = 9.58 x m 9.58 x 10-9 cm nm 0,9 Å

21 Scale di Temperatura Fahrenheit, Celsius, e Kelvin. 21 Punti di riferimento comune sono la temperatura di fusione ed ebollizione dell acqua. T (K) = t ( C) + 273,15 Temp. corpo umano = 37 C + 273,1 = 310,1 K Azoto liquido = 196 C + 273,1 = 77,1 K 2009 Brooks/Cole - Cengage

22 Dispositivi per il prelievo di volumi di liquido e loro misura Cilindro graduato Siringa Buretta Pipetta Matraccio tarato

23 Densità Indica il rapporto tra la massa di un corpo ed il volume che occupa Densità = massa ( g ) volume ( cm 3 ) Mercurio Platino Alluminio 13.6 g/cm g/cm g/cm 3 densità di H 2 O è 1.00 g/cm 3 (a ~ 4 C) 1cm 3 = 1mL

24 La Densità Un campione cilindrico di metallo lungo 7,25 cm e di diametro 2,0 cm pesa 57,54 g. Calcolare la densità. (g/cm 3 ). Densità = massa (g) / volume (cm 3 ). V = π r 2 h d = 57,54 g / (3,14 x 1 2 cm 2 x 7,25 cm) = 2,52 g /cm 3

25 Densità d = densità: il rapporto della massa di un oggetto con il suo volume 1 caso Con il contagocce prelevo 5 ml di sostanza. Quale è il suo peso? Procaina cloridrato Pura d = 1,2 g / ml d = 1,2 g / 1 ml = X g / 5 ml ; X = 5 x 1,2 = 6 ml 2 caso Mi servono 10 g di sostanza. Quanti ml devo prelevare? d = 1,2 g / 1 ml = 10 g / Y ml; Y = 10 / 1,2 = 8,3 ml 25

26 Phase used to describe any part of a sample with uniform composi'on & proper'es Homogeneous mixture 1 phase Heterogeneous mixture 2 phases

27 Separa+ng Mixtures Plays on differences in physical properties 1. Filtra+on a technique that uses a porous barrier to separate a solid from a liquid Can you think of any common applications?

28 2. Dis+lla+on a technique that can be used to physically separate most homogeneous mixtures based on differences in the boiling points of the substances involved

29 3. Chromatography a technique that is used to physically separate the components of a mixture based on the tendency of each component to travel or be drawn across the surface of another material