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1 Progetto Tandem Preparazione ai test di ammissione - CIMICA CdL Magistrale Medicina e Chirurgia, Odontoiatria e Protesi Dentaria Lauree in Professioni Sanitarie Dr. Giovanni Gotte 5 Agosto 2015 Università degli Studi di Verona

2 REGOLE GENERALI!! Avere una preparazione adeguata Stare bene attenti a come sono poste le domande! Usare sempre uno spirito critico Attenti alle domande trabocchetto!

3 CIMICA Chimica generale: struttura dell atomo, proprietà elettroniche, orbitali e costruzione della tavola periodica. Affinità elettroniche, formazione dei legami, valenze, stechiometria. La mole. Acidi e basi, il p, neutralizzazioni, tamponi. Chimica organica: la chimica del carbonio, ibridazione al carbonio, idrocarburi, regole generali della nomenclatura. Gruppi funzionali. Composti ossigenati, azotati, solforati. Stati di ossidazione dei composti ossigenati. Propedeutica biochimica: zuccheri, acidi grassi, amminoacidi e legame peptidico, proteine. Enzimi e co-enzimi.

4 TAVOLA PERIODICA Per poter risolvere al meglio gli esercizi E FONDAMENTALE CONOSCERE LA TAVOLA PERIODICA!! E determinante capire la logica con cui è costruita per conoscere atomi, molecole, pesi atomici, pesi molecolari, propensione ad attrarre gli elettroni (elettronegatività), valenze, stechiometria

5 TAVOLA PERIODICA Va studiata e conosciuta la logica della Tavola Periodica!! Questo aiuta per capire atomi, molecole, valenze

6 CIMICA GENERALE - 1 (Struttura dell atomo) Numero Atomico Z: n di protoni contenuti nel nucleo Numero di Massa A: somma di protoni e neutroni N A = Z + N La simbologia indica così Z ed A: z A X (X generico elemento) Qual è il numero di massa di un atomo avente 6 protoni, 7 neutroni e 6 elettroni? Indicare cosa hanno in comune l isotopo 58Fe e l isotopo 59Co. Il peso atomico ll numero di neutroni Il numero di massa Il numero di protoni Il numero di elettroni Fe, Z=26 Co, Z=27 => = = 32 (n neutroni!) Supponendo che l abbondanza relativa dei diversi isotopi del cloro sia: 75% cloro- 35 (34,96 u.m.a.) e 25% cloro-37 (36,96 u.m.a.), la massa del cloro risulterebbe: 35,46 u.m.a 34,96 u.m.a. 39,96 u.m.a. 35,96 u.m.a. 71,92 u.m.a. (34,96 x 0.75) + (36.96 x 0.25) = 35.46

7 CIMICA GENERALE - 2 Con il termine acqua dura si indica: acqua ricca di sali acqua non potabile ossido di deuterio perossido di idrogeno acqua pesante Nella molecola 2 i due atomi di idrogeno sono uniti da un legame: ionico covalente a idrogeno covalente polare dativo Il numero di ossidazione del C in 2 CO 3 è: -4, +2, +6, +4, -2 : +1 x 2, O: -2 x 3, => x=c : x = 0 => x = +4 Se in una reazione gli ioni Ag+ in soluzione si trasformano in atomi del metallo, ciò significa che gli ioni Ag+: cambiano numero atomico acquistano neutroni agiscono da ossidanti perdono protoni si ossidano

8 CIMICA GENERALE - 3 Quanti atomi di idrogeno sono presenti in una molecola di solfato d ammonio? Ammonio = N 4 +, solfato SO 4 2- (da 2 SO 4 ) (N 4 ) 2 SO 4 Quanti atomi di magnesio, fosforo, ossigeno sono presenti nel fosfato di magnesio? 1 : 1 : 3 3 : 2 : 8 3 : 1 : 4 3 : 1 : 8 3 : 2 : 6 Mg 2+, PO 4 3- (da 3 PO 4 ) Mg 3 (PO4) 2 Indicare quale delle seguenti reazioni NON è corretta: N3 + Cl = N4Cl N4CO3 + Cl = N4Cl + CO2 + 2O CaO + 2Cl = CaCl2 + 2O N3 + 2SO4 = N4SO4 K2CO3 + 2SO4 = K2SO4 + 2O + CO2

9 CIMICA GENERALE 4 Stechiometria I coefficienti stechiometrici della reazione: Al + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + Fe, sono: 1,2,2,1 1,2,1,2 1,1,1,1 2,1,1,2 2,2,1,1 Se nella reazione 3 NO2 + 2O -> 2 NO3 + NO si formano 1,80 mol di NO, allora nella stessa reazione: si formano anche 3,60 mol di NO3 si consumano 3,60 mol di NO3 si formano anche 5,40 mol di NO2 si consumano 3,60 mol di 2O si formano anche 1,80 mol di NO3 Individua la successione numerica che indica i corretti coefficienti della seguente reazione chimica: C O 2 CO O 2, 7 = 3, 1 2, 9 = 12, 6 1, 6 = 6, 3 2, 15 = 12, 6 1, 6 = 3, 3 Il rapporto C 6 6 / CO 2 deve essere 1 / 6

10 BILANCIAMENTO delle REAZIONI CIMICE Per le reazioni REDOX si tratta con le SEMIREAZIONI Per le altre reazioni del tipo: 4 SiO 4 + Ba(O) 2 Ba 3 (SiO 4 ) O 1) Si inizia con l elemento metallico che appare in minor numero fra reagenti e prodotti, in questo caso il Bario, Ba. 2) Con gli opportuni coefficienti stechiometrici si eguaglia il numero di atomi di questo elemento a destra e a sinistra: 3. 4 SiO Ba(O) 2 Ba 3 (SiO 4 ) O 3) Ora bisogna bilanciare gli altri atomi; prima di tutto il Silicio, Si, SiO Ba (O) 2 Ba 3 (SiO 4 ) O 4) Ora si devono far tornare i conti degli idrogeni e di conseguenza deve tornare il bilancio per l ossigeno:

11 BILANCIAMENTO REAZIONI (continua) In questo esempio si hanno 14 e 14 O fra i reagenti: 2 4 SiO 4 + 3Ba(O) 2 Ba 3 (SiO 4 ) O L acqua non è ancora stata presa in considerazione! Fra i prodotti (senza l acqua) si hanno 2 e 8 Ossigeni. Restano perciò 12 e 6 O da aggiungere, cioè 6 2 O Quindi il bilanciamento è completato : 2 4 SiO 4 + 3Ba(O) 2 Ba 3 (SiO 4 ) O Per le REDOX si deve bilanciare anche la CARICA!!

12 CONCETTI BASE x DETERMINAZIONI QUANTITATIVE Massa, proprietà estensiva, si misura in grammi, g MOLE: n di moli, n = g / P.A. o g / P.M. quantità di sostanza contenente tante unità elementari (atomi) quanti atomi sono contenuti in 12g di Carbonio 12. N = x 1023 atomi, vale per tutti gli atomi, non solo per il C12!! Ci consente di passare dal micro- (U.M.A.) al macroscopico (grammi) Concentrazione: prop. intensiva che lega due proprietà estensive, massa e volume (V) Concentrazione = g / V oppure n / V = M M = Molarità = n / V (litro soluz) Altri modi per esprimere la concentrazione: frazione molare, X A = n A / n tot % (m/m) o (m/v) o (V/V)

13 CIMICA GENERALE - 5 Calcolare la quantità di ammoniaca (17 u.m.a.) contenuta in 500 ml di una soluzione acquosa 0,02 M. 0,34 mg 0,085 g 0,17 g 0,34 g 0,17 mg 0.02 M = 0.02 moli/litro => 0.02 x 17g/l = 0.34g/l => in mezzo litro ho 0.17 g Calcolare la concentrazione percentuale in massa (m/m) di una soluzione ottenuta sciogliendo 5,4 g di NaCl in 535,6 g di acqua. 10% 1% 20% 40% 0.1% Massa totale = 541g, 5.4 sono NaCl => 5.4 / 541 = x 100 = => 1%!! Date due soluzioni, la prima contenente 0,50 mol di NaCl in 250 ml di acqua e la seconda contenente 0,20 mol di NaCl in 100 ml di acqua, si può affermare che: la prima soluzione è più concentrata della seconda la prima soluzione è più diluita della seconda 0.5 / 0.25 = 0.2 / 0.10 = 2 M le due soluzioni hanno la stessa concentrazione le due soluzioni hanno la stessa molalità, ma la prima ha una molarità maggiore la seconda soluzione ha concentrazione più che doppia rispetto alla prima

14 CIMICA GENERALE - 6 In 100 ml di una soluzione 2 M sono presenti 6 grammi di soluto. Qual è il peso molecolare del soluto in u.m.a.? n moli = M x V = 0.1 x 2 = 0.2 = g / P.M. => P.M. = g / n moli = 6 / 0.2 = 30 A quante moli corrispondono 9,0 ml di un composto avente P.M. 153, e densità 1,7 g/ml? massa = dens x vol. = 1.7 x 9.0 = 15.3g corrisponde a 15.3 / 153 = 0.10 moli! Quale dei seguenti campioni contiene la maggiore quantità di NaCl (P.M. = 58.44) 0.1 litri di soluzione 1 M di NaCl soluzione contenente g di NaCl soluzione contenente 0.1 moli di NaCl 50 ml di soluzione 2 M di NaCl 2 litri di soluzione contenenti 0.2 moli di NaCl 10 ml di soluzione 10 M di NaCl Il p di una soluzione di Cl 10-3 M è: 1, 8, 3, 7, 11 p = - log 3 O + Cl acido forte => p = -log Conc = 3

15 CIMICA GENERALE Ch. Fisica Una reazione chimica raggiunge l equilibrio quando: le concentrazioni di reagenti e prodotti si equivalgono I reagenti si sono completamente consumati Le concentrazioni di reagenti e prodotti rimangono costanti Keq = [Prod] [Reag] La velocità di reazione rimane costante Avviene in entrambe le direzioni Come variano le proprietà termodinamiche del sistema quando un componente si scioglie spontaneamente in acqua e la soluzione si scalda? L entalpia non varia e il ΔG è maggiore di zero Δ e ΔG sono minori di zero Δ è minore di zero e ΔG è maggiore di zero Δ è maggiore di zero e ΔG è minore di zero Δ e ΔG sono maggiori di zero G = - T S

16 CIMICA ORGANICA La Chimica del Carbonio L ibridazione al carbonio Legami semplici (singoli) σ Legami doppi σ + π Legami tripli σ + 2π Idrocarburi, composti ossigenati e azotati

17 Ibridazione sp 3 Per creare questi nuovi orbitali ibridi si ha una sorta di fusione tra gli orbitali s (1) e p (3) e la formazione di 4 orbitali degeneri sp 3, aventi ciascuno il 25% di carattere s e 75% di carattere p. s p x y z sp 3 IBRIDAZIONE In questo modo i 4 elettroni del guscio più esterno (n = 2) del Carbonio diventano perfettamente equivalenti, si dispongono lungo un tetraedro, a 109 l uno dall altro (più distanti dei 90 del tipo p!) e possono far formare al Carbonio stesso 4 legami identici tra loro.

18 Carbonio Tetraedrico (sp 3 ) C 4 (metano) 4 legami covalenti covalenti disposti a , per andare a occupare i vertici di un tetraedro con i 4 sostituenti

19 sp 2 L ibridazione può essere anche incompleta e riguardare l orbitale s (1) e solo 2 orbitali p con la formazione di 3 orbitali degeneri sp 2, aventi ciascuno circa il 33% di carattere s e 66% di carattere p. Il 4 orbitale rimarrà di tipo p e s p x y z sp 2 IBRIDAZIONE sp 2 p solo 3 dei 4 elettroni del guscio più esterno (n = 2) del Carbonio diventano perfettamente equivalenti, disponendosi a triangolo a 120, mentre uno (p) rimarrà ad una energia lievemente superiore. Si dice quindi che il Carbonio rimane con un grado di insaturazione.

20 Alcheni e alchini: idrocarburi insaturi C C ETILENE C 3 PROPENE

21 Idrocarburi Composti organici in cui il carbonio si combina con il solo idrogeno. Le principali fonti di idrocarburi in natura sono il petrolio e il gas naturale. Gli idrocarburi sono molecole apolari, insolubili in acqua, diffusamente impiegate come carburanti o combustibili.

22 Alcani: idrocarburi saturi C C C C C C metano etano propano

23 Rappresentazione degli alcani (e derivati) Formula bruta: dice solo tipo e numero di atomi della molecola compatta: esplicita solo i legami al carbonio e i gruppi metilenici di struttura: evidenzia tutti i legami della molecola spaziale: evidenzia la struttura tetraedrica di ogni centro carbonioso

24 GRUPPI FUNZIO- -NALI

25 CIMICA ORGANICA - 1 Il cicloesanone è: aldeide idrocarburo aromatico chetone alcol alchene O La seguente struttura organica C3COOC2C3 corrisponde a: fenolo chetone acido carbossilico estere etere Quale è la formula bruta del dimetilchetone? C33O C33O2 C32O C36O C34O Acetone Propanone 3 C C O C 3

26 CIMICA ORGANICA - 2 Gli idrocarburi insaturi contengono sempre: Atomi di ossigeno legami multipli tra carboni contigui C C C 3 Anelli aromatici gruppi carbonilici legami multipli tra il C1 e il C2 Il gruppo ossidrilico (-O) è presente in tutte le seguenti classi di composti: Idrocarburi, aldeidi Ammine, esteri Eteri, ammidi Alcoli, acidi carbossilici Tioli, chetoni R-O Il gruppo carbonilico ( C =O ) è presente in tutte le seguenti classi di composti: Alcoli, aldeidi, eteri Alcani, acidi carbossilici, esteri Ammine, ammidi, alcoli Alcheni, esteri, alcoli Ammidi, aldeidi, chetoni R-CO-N 2, R-CO-, R-CO-R

27 CIMICA ORGANICA - 3 Quale è la formula bruta dell aldeide propionica (propanale)? C36O C35O C24O C23O2 C36O2 O (C3-C2-CO) 3 C C C Quale tra le seguenti formule di composti organici rappresenta un generico estere? RCOR' RCOOR' RCOO ROR' RO Per quanti atomi di idrogeno il benzene differisce dal cicloesano? C66 C612 2, 3, 4, 5, 6

28 Idrocarburi aromatici: il benzene Sono detti aromatici gli idrocarburi con struttura ciclica che presentano legami doppi con delocalizzazione elettronica. Il benzene (C 6 6 ) risuona fra le due forme limite. Il passaggio da una forma all altra si verifica per semplice spostamento di cariche elettriche.

29 La completa delocalizzazione dei sei elettroni in un unico orbitale contenente sei elettroni è rappresentato graficamente con un anello interno all esagono nei cui vertici sono collocati i sei atomi di carbonio. a b

30 CIMICA ORGANICA - BIOCIMICA Attraverso una membrana semipermeabile vengono messe a contatto due soluzioni acquose di glucosio, C612O6. La soluzione (a) è 0,325 M, la soluzione (b) è 0,0325 M. Quale delle seguenti affermazioni NON è corretta? Si verifica il fenomeno dell osmosi Il glucosio passa dalla soluzione (a) alla soluzione (b) La soluzione (a) ha una pressione osmotica maggiore di quella della soluzione (b) Il solvente si sposta dalla soluzione più diluita alla più concentrata L acqua passa dalla soluzione (b) alla soluzione (a)

31 I trigliceridi insaturi: BIOCIMICA Si definiscono amminoacidi essenziali quelli: presenti in tutte le proteine non sintetizzabli dall organismo umano con elevato contenuto energetico aventi solo gruppi laterali apolari indispensabili per definire la struttura proteica sono presenti unicamente nei vegetali sono formati a partire da acidi grassi con doppi legami nella catena carboniosa derivano da un minor numero di molecole di acidi grassi rispetto ad un trigliceride saturo sono formati a partire da acidi grassi con catena più corta di quelli di un trigliceride saturo contengono più atomi di idrogeno dei corrispondenti trigliceridi saturi (stesso numero di C) Quale affermazione relativa alla mioglobina NON è corretta? È formata da una singola catena polipeptidica a affinità per O2 minore rispetto a quella dell emoglobina È associata ad una struttura ad anello contenente ferro Facilita la diffusione di O2 nei muscoli Trattiene O2 anche a valori di pressione parziale di O2 inferiori a quelli di rilascio dell'emoglobina

32 GRAZIE x L ATTENZIONE GRAZIE x L ATTENZIONE

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