Testi consigliati. RICEVIMENTO: lun ven,

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1 Sapienza Università di Roma Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Corso di Laurea in Ingegneria Clinica (9 CFU) Anno Accademico CHIMICA RICEVIMENTO: lun ven, Via Castro Laurenziano 7, studio 2 07, int rita.petrucci@uniroma1.it TUTOR: Francesca Scaramuzzo Testi consigliati mar francesca.scaramuzzo@uniroma1.it Atkins / Jones Zanichelli Petrucci et al. PICCIN Schiavello / Palmisano EdiSES D Arrigo et al. EdiSES Silderberg McGrawHill

2 MODALITA di ESAME PROVA SCRITTA, richiesto voto minimo di 15/30 per ammissione alla PROVA ORALE APPELLI (data inizio appello, prova scritta) 1 6 giugno 2017 prenotazioni dal 28/05 al 2/ giugno 2017 dal 18/06 al 25/ settembre 2017 dal 3/09 al 10/09 4 gennaio 2018 da definire 5 febbraio 2018 da definire Prenotazione obbligatoria su INFOSTUD Appelli straordinari RISERVATI AGLI AVENTI DIRITTO: aprile 2017 e novembre 2017 (date da definire)

3 La chimica è la scienza sperimentale che studia la materia e le sue trasformazioni MATERIA: tutto ciò che ha Massa e occupa uno Spazio, con proprietà fisiche e chimiche Massa Peso H 2 O TRIGONELLINA Cos è la chimica? Proprietà e Trasformazioni della MATERIA avvengono nel mondo MACROSCOPICO MA dipendono dalla natura della materia che va cercata nel mondo MICROSCOPICO di atomi e molecole CLOROFILLA SILICIO CIANIDINA COMPUTER CAFFEINA CELLA FOTOVOLTAICA CAROTENE

4 Piccole differenze a livello MICROSCOPICO grandi differenze a livello MACROSCOPICO Acido salicilico NATURALE Acido acetilsalicilico Morfina NATURALE Diacetilmorfina o eroina

5 Come si presenta la materia? K 2 Cr 2 O 7 NaCl C (s, grafite) KMnO 4 monoatomica Sb CuSO 4 5 H 2 O molecolare cristallina metallica forma Cu

6 La scoperta di QUATTRO ELEMENTI CHIMICI SUPERPESANTI da parte di scienziati russi, americani e giapponesi è stata verificata dagli esperti della International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC e gli elementi sono stati FORMALMENTE AGGIUNTI alla tavola periodica. I quattro nuovi elementi vanno a completare la settima riga della tavola periodica degli elementi. La IUPAC ha avviato il processo di formalizzazione dei nomi e dei simboli per questi elementi denominati temporaneamente come Ununtrium (Uut o elemento 113),Ununpentium (Uup, elemento 115), Ununseptium (Uus, elemento 117) e Ununoctium (Uuo, elemento 118)». Potrebbero essere metalloidi.

7 Chimica organica: i composti del CARBONIO Nomenclatura Sintesi Meccanismi Metodi fisici di riconoscimento e caratterizzazione Spettrometria di massa MS Spettoscopia infrarossa IR Risonanza Magnetica Nucleare NMR

8 Biochimica: chimica delle molecole della «vita» Quando si dice Chimica! Carboidrati: funzione strutturale e di riserva energetica saccarosio Lipidi: funzione strutturale, ormonale Proteine: funzione strutturale (collagene); di trasporto (emoglobina); catalitica (enzimi); trasmissione impulsi nervosi; ormonale (insulina) MA anche tossine e allergeni Acidi nucleici: DNA e RNA emoglobina

9 Chimica analitica: Riconoscimento, caratterizzazione chimico-fisica e determinazione qualitativa e quantitativa di un componente in un campione. Cromatografia: GC; LC; TLC Analisi di un vino Analisi proteine nel sangue Elettroforesi Chimica-fisica: applica le leggi fisiche ai sistemi fisici «atomo» e «molecola» Meccanica quantistica - Meccanica statistica - Termodinamica/Termochimica Cinetica chimica Elettrochimica - Chimica nucleare Fenomeni di trasporto CHIMICA GENERALE E INORGANICA: I FONDAMENTI

10 fermentazione lavorazione del vetro saponificazione Mesopotamia 2800 a.c. dall Alchimia alla Chimica Dalle leggi ponderali alla prima teoria atomica Dalton Proust Galileo Galilei Il Metodo Scientifico Boyle Lavoisier

11 La chimica è una scienza sperimentale in cui l avanzamento della conoscenza si basa su fatti sperimentali riproducibili e interpretabili: come procedere? Il metodo scientifico Osservazione di un fenomeno (condizioni controllate e riproducibili) Misura di una o più grandezze: dato sperimentale Ipotesi (da verificare con altri esperimenti) Teoria «nessuna quantità di esperimenti potrà dimostrare che ho ragione; un unico esperimento potrà dimostrare che ho sbagliato» Il chimico osserva e lavora su un piano MACROSCOPICO pensa su un piano MICROSCOPICO e rappresenta su un piano SIMBOLICO

12 Dato sperimentale: la misura MISURARE una GRANDEZZA significa confrontare quella grandezza con un'altra di riferimento, ad essa omogenea, detta unità di misura. Valore * Sensibilità (cifre significative) Dimensione Unità di Misura SI (1960) Fondamentali Derivate * Accuratezza e * Precisione (valor medio/valor vero) (riproducibilità) (dipendono dal metodo e dall operatore) Errore sistematico (incide su accuratezza) casuale (incide su precisione)

13 Cifre significative Elaborazione dei dati

14 * Legge della conservazione delle masse (Lavoisier) * Legge delle proporzioni definite (Proust) * Legge delle proporzioni multiple (Dalton): Prima teoria atomica (Dalton) 1. materia costituita da particelle indivisibili dette atomi Esperimenti sulla fermentazione del vino 50 g Cu + 25 g S = 75 g CuS 50 g Cu + 25 g S = 75 g CuS 50 g Cu + 50 g S = 75 g CuS + 25 g S N(cost) NO 14 g 16 g 16/8=2 NO 2 14 g 32 g 32/8=4 N 2 O 14 g 8 g 8/8=1 N 2 O 3 14 g 24 g 24/8=3 N 2 O 5 14 g 40 g 40/8= Ma le masse atomiche? E le formule chimiche? O

15 da studi sui gas! *Legge di combinazione dei volumi P, T * Ipotesi di Avogadro: volumi uguali di gas nelle stesse condizioni di P e T contengono lo stesso numero di particelle Gay-Lussac ( ) Avogadro ( ) *Ipotesi di Cannizzaro: molecola biatomica dell idrogeno (H 2 ) con massa molecolare 2 Da V x / V H2 => rapporti in massa (per ipotesi Avogadro) => massa molecolare gas Masse atomiche riferite alla massa 2 dell idrogeno! Cannizzaro ( ) OGGI: amu (atomic mass unity) o Da (Dalton) 1 amu = 12ma parte della massa di un atomo di 12 C 1 atomo di 12 C pesa 1,992x10-26 kg => 1 amu pesa 1,660x10-27 kg

16 In amu si esprime: la massa degli atomi come Massa Atomica relativa la massa delle molecole come Massa Molecolare relativa la massa dei composti ionici come Massa Formale relativa la massa delle particelle subatomiche Dato un elemento Isotopi Abbondanza isotopica Determinazione delle masse atomiche e molecolari: la spettrometria di massa Massa Atomica media 6C ha 15 isotopi, ma solo 3 sono naturali: 12 C (98,93%) 13 C (1,07%) 14 C radioattivo (emivita 5700 anni) 1H ha 3 isotopi naturali: 1 H 2 H 3 H radioattivo (emivita 12,32 anni)

17 macroscopico (osservo e lavoro) microscopico (penso) simbolico (rappresento) 1 atomo di 12 C pesa 1,992x10-26 kg 0,012 kg di 12 C / 1,992x10-26 kg/atomo = 6,02x10 23 atomi 12 g di 12 C contengono 6,02x10 23 atomi = numero di Avogadro la mole: è il tramite tra il microscopico e il macroscopico! m (g) : M (g mol -1 ) = n (mol) RICORDARE SEMPRE!

18 CoCl 2 2 H 2 O grafite (C) K 2 Cr 2 O 7 KMnO 4 CoCl 2 6 H 2 O Massa atomica/molecolare/ formale (amu) Massa molare (g mol -1 ) NaCl Antimonio (Sb) rame (Cu) CuSO 4 5 H 2 O 342 g saccarosio 46 g etanolo 18 g acqua 58 g NaCl 180 g glucosio 278 g FeSO 4 7H 2 O 100 g CaCO 3 78 g Na 2 O 2

19 mole STECHIOMETRIA: Studio sistematico QUANTITATIVO delle trasformazioni chimiche Reazione chimica Equazione chimica

20 Legge della conservazione delle masse (Lavoisier) Eq. non bilanciata Bilanciamento delle masse Coefficienti stechiometrici Eq. bilanciata!

21 Cosa succede se i reagenti non sono presenti nei corretti rapporti stechiometrici? 2 H 2 + O 2 = 2 H 2 O 2 : 1 : 2 Reagente limitante! 1 Reagenti 2 Prodotti 5 1 Qual è il reagente limitante? 1