con minerali e rocce SCIENZE Franco Bagatti Elis Corradi Alessandro Desco Claudia Ropa Chimica di Elvidio Lupia Palmieri e Maurizio Parotto

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1 Idee per il tuo futuro Franco Bagatti Elis Corradi Alessandro Desco Claudia Ropa Chimica con minerali e rocce di Elvidio Lupia Palmieri e Maurizio Parotto con Chemistry in English SCIENZE

2 Franco Bagatti Elis Corradi Alessandro Desco Claudia Ropa Chimica con minerali e rocce di Elvidio Lupia Palmieri e Maurizio Parotto con Chemistry in English

3 Copyright 2012 Zanichelli editore S.p.A., Bologna [9552] I diritti di elaborazione in qualsiasi forma o opera, di memorizzazione anche digitale su supporti di qualsiasi tipo (inclusi magnetici e ottici), di riproduzione e di adattamento totale o parziale con qualsiasi mezzo (compresi i microfilm e le copie fotostatiche), i diritti di noleggio, di prestito e di traduzione sono riservati per tutti i paesi. L acquisto della presente copia dell opera non implica il trasferimento dei suddetti diritti né li esaurisce. Per le riproduzioni ad uso non personale (ad esempio: professionale, economico, commerciale, strumenti di studio collettivi, come dispense e simili) l editore potrà concedere a pagamento l autorizzazione a riprodurre un numero di pagine non superiore al 15% delle pagine del presente volume. Le richieste per tale tipo di riproduzione vanno inoltrate a Centro Licenze e Autorizzazioni per le Riproduzioni Editoriali (CLEARedi) Corso di Porta Romana, n Milano autorizzazioni@clearedi.org e sito web L editore, per quanto di propria spettanza, considera rare le opere fuori del proprio catalogo editoriale, consultabile al sito La fotocopia dei soli esemplari esistenti nelle biblioteche di tali opere è consentita, oltre il limite del 15%, non essendo concorrenziale all opera. Non possono considerarsi rare le opere di cui esiste, nel catalogo dell editore, una successiva edizione, le opere presenti in cataloghi di altri editori o le opere antologiche. Nei contratti di cessione è esclusa, per biblioteche, istituti di istruzione, musei ed archivi, la facoltà di cui all art ter legge diritto d autore. Maggiori informazioni sul nostro sito: Realizzazione editoriale: Coordinamento redazionale: Matteo Fornesi Redazione: Renata Schivardi Segreteria di redazione: Deborah Lorenzini Progetto grafico: Studio Emme Grafica+, Bologna Impaginazione: Roberta Marchetti (Studio Emme Grafica+, Bologna) Disegni: Roberta Marchetti, Thomas Trojer, Dmitrij Leoni Foto in studio e in laboratorio: Carlo Gardini, Parma Rilettura dei testi, indice analitico: T2, Bologna Copertina: Progetto grafico: Miguel Sal & C., Bologna Realizzazione: Roberto Marchetti Immagine di copertina: Artwork Miguel Sal & C., Bologna Prima edizione: gennaio 2012 L impegno a mantenere invariato il contenuto di questo volume per un quinquennio (art. 5 legge n. 169/2008) è comunicato nel catalogo Zanichelli, disponibile anche online sul sito ai sensi del DM 41 dell 8 aprile 2009, All. 1/B. File per diversamente abili L editore mette a disposizione degli studenti non vedenti, ipovedenti, disabili motori o con disturbi specifici di apprendimento i file pdf in cui sono memorizzate le pagine di questo libro. Il formato del file permette l ingrandimento dei caratteri del testo e la lettura mediante software screen reader. Le informazioni su come ottenere i file sono sul sito Realizzazione interactive e-book: L interactive e-book è a cura di Chia lab srl, Bologna Filmati di chimica Coordinamento redazionale: Matteo Fornesi Produzione: Vertical Film / I4Gatti srl. Coordinamento a cura di Marianna De Liso Progetto e sceneggiature: Mauro Mennuni Supervisione scientifica: Franco Bagatti, Elis Corradi, Alessandro Desco, Claudia Ropa Regia e montaggio: Francesco Dafano Attori: Camilla Morello, Riccardo Sinibaldi Grafiche ed editing video: Gioia Riccioni per wpsmultimedia, Roma Post Produzione Audio: Samosound s.r.l. Suono di presa diretta: Stefano Sabatini Direttore della Fotografia: Luca Santagostino Aiuto Regia: Stefano Farina Scenografia: Giuliana Lipparini Gli esperimenti rappresentati in questi filmati sono stati realizzati con le attrezzature dell ITIS Einstein di Roma; le procedure descritte sono state provate dagli insegnanti tecnico-pratici e dai docenti teorici. In ogni caso un prodotto multimediale non può sostituire il valore didattico e pedagogico di un esperimento condotto direttamente dagli studenti. Filmati su minerali e rocce Coordinamento redazionale: Matteo Fornesi Progetto e sceneggiature: Mauro Mennuni Supervisione scientifica: Maurizio Parotto Regia e montaggio: Francesco Dafano Grafiche ed editing video: Gioia Riccioni Voce: Dodo Versino Animazioni di chimica Coordinamento redazionale: Matteo Fornesi, Renata Schivardi Sceneggiature: Franco Bagatti, Elis Corradi, Alessandro Desco, Claudia Ropa Grafica: Arkematica, Roma Voce: Bruno Schirripa Animazioni su minerali e rocce Coordinamento redazionale: Matteo Fornesi Sceneggiature: Antonella Testa Grafica: Arkematica, Roma Voce: Bruno Schirripa Suggerimenti e segnalazione degli errori Realizzare un libro è un operazione complessa, che richiede numerosi controlli: sul testo, sulle immagini e sulle relazioni che si stabiliscono tra essi. L esperienza suggerisce che è praticamente impossibile pubblicare un libro privo di errori. Saremo quindi grati ai lettori che vorranno segnalarceli. Per segnalazioni o suggerimenti relativi a questo libro scrivere al seguente indirizzo: lineazeta@zanichelli.it Le correzioni di eventuali errori presenti nel testo sono pubblicati nel sito Zanichelli editore S.p.A. opera con sistema qualità certificato CertiCarGraf n. 477 secondo la norma UNI EN ISO 9001:2008

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6 Sommario ONLINE Animazioni Filmati Clip Approfondimenti Schede e tabelle Prima di cominciare Modelli atomici e configurazione elettronica 1 2 pagine di scienza Stephen Hawking e il modello standard delle particelle elementari Mappa di sintesi Autoverifica Esercizi di fine capitolo Chemistry in English Sommario V

7 ONLINE Animazioni Filmati Clip Approfondimenti Schede e tabelle 2 La tavola periodica 1 2 pagine di scienza I nomi degli elementi 3 Mappa di sintesi Autoverifica Esercizi di fine capitolo Chemistry in English 3 I legami chimici Mappa di sintesi Applicazione delle conoscenze Autoverifica Esercizi di fine capitolo Chemistry in English VI Sommario

8 Sommario ONLINE 4 Le forze intermolecolari e le proprietà delle sostanze Animazioni Filmati Clip Approfondimenti Schede e tabelle 1 pagine di scienza Gli orbitali molecolari Mappa di sintesi Applicazione delle conoscenze Autoverifica Esercizi di fine capitolo Chemistry in English 5 Classi, formule e nomi dei composti pagine di scienza La chimica a colori Mappa di sintesi Autoverifica Esercizi di fine capitolo Chemistry in English Sommario VII

9 Sommario ONLINE 6 La mole e i calcoli stechiometrici Animazioni Filmati Clip Approfondimenti Schede e tabelle 1 pagine di scienza Il numero di Avogadro e le dimensioni delle molecole 2 3 Mappa di sintesi Applicazione delle conoscenze Autoverifica Esercizi di fine capitolo Chemistry in English 7 Trasformazioni della materia, energia e ambiente pagine di scienza L effetto serra Mappa di sintesi Applicazione delle conoscenze Autoverifica Esercizi di fine capitolo Chemistry in English VIII Sommario

10 Sommario ONLINE 8 Velocità ed equilibrio nelle trasformazioni della materia Animazioni Filmati Clip Approfondimenti Schede e tabelle Mappa di sintesi Applicazione delle conoscenze Autoverifica Esercizi di fine capitolo Chemistry in English 9 Perché avvengono le reazioni chimiche 1 pagine di scienza I motori dell astronave Terra 2 3 Mappa di sintesi Applicazione delle conoscenze Autoverifica Esercizi di fine capitolo Chemistry in English Sommario IX

11 Sommario ONLINE Animazioni Filmati Clip Approfondimenti Schede e tabelle 10 Acidi e basi Mappa di sintesi Applicazione delle conoscenze Autoverifica Esercizi di fine capitolo Chemistry in English 11 Le trasformazioni elettrochimiche pagine di scienza L elettrolisi dell acqua Mappa di sintesi Autoverifica Esercizi di fine capitolo Chemistry in English X Sommario

12 Sommario ONLINE Animazioni Filmati Clip Approfondimenti Schede e tabelle 12 La chimica del carbonio Mappa di sintesi Autoverifica Esercizi di fine capitolo Chemistry in English 13 Molecole per la vita pagine di scienza L annuncio di una scoperta sensazionale Autoverifica Esercizi di fine capitolo Chemistry in English Sommario XI

13 Sommario ONLINE 14 La crosta terrestre: minerali e rocce Animazioni Filmati Clip Approfondimenti Schede e tabelle Mappa di sintesi In sintesi Autoverifica Earth science in English XII Sommario

14 Risorse online Risorse online Tutti i materiali multimediali sono disponibili all'indirizzo: ebook.scuola.zanichelli.it/bagattichimica L'interactive e-book, le animazioni e i filmati sono riservati a chi possiede la chiave di attivazione. Schede Pagine di scienza: Esercitazione: Esercitazione: Approfondimenti Tabelle Clip Risorse online XIII

15 Risorse online Animazioni Filmati XIV Risorse online

16 Idee per il tuo futuro CHE COSA FARÒ DA GRANDE zanichelli.it/ideefuturo/ Sei alla fine del tuo percorso scolastico. Che cosa fare adesso? Iscriversi a un corso universitario? Fare uno stage o un corso professionalizzante? Cercare di entrare subito nel mondo del lavoro? Studiare e al contempo lavorare? Per aiutarti nella scelta ti proponiamo alcuni dati relativi al È impossibile dire come saranno le cose tra qualche anno, i tempi recenti ci hanno abituati a cambiamenti anche repentini. La laurea paga. Una recente ricerca Isfol 1 ha mostrato che chi è laureato ha più possibilità di trovare un occupazione e in media riceve uno stipendio più alto rispetto a chi possiede soltanto un diploma. Dal momento che i diplomati entrano nel mondo del lavoro prima dei laureati, inizialmente il tasso di occupazione per i primi è superiore rispetto a quello dei secondi, ma già prima del compimento dei 30 anni chi possiede una laurea ha più possibilità di trovare lavoro, per arrivare nella fascia anni, dove il tasso di occupazione dei laureati supera del 7% quello dei diplomati. In media tra 25 e 64 anni è occupato il 73,1% dei diplomati e il 79,2% dei laureati. Secondo uno studio OCSE del 2011 i giovani laureati subiscono di più gli effetti della recente crisi economica rispetto ai loro coetanei con istruzione secondaria inferiore 2. Quali lauree valgono un lavoro? Le lauree brevi servono? Le lauree triennali si rivelano molto utili ai fini dell occupazione: a un anno dal termine degli studi il 42,1% dei laureati triennali lavora, con picchi dell 81,7% per le professioni sanitarie. Tirocini e stages sono determinanti per formare e inserire questi laureati nel mondo del lavoro. I tassi di occupazione più alti si hanno tra i medici, seguiti dai laureati in chimica farmaceutica e ingegneria. In generale sono le discipline di tipo scientifico sia a livello di diploma sia a livello di laurea le più spendibili nel mondo del lavoro, mentre le discipline umanistiche condannano a una difficile collocazione sul mercato, anche a fronte di un eccesso di offerta di laureati in questi ambiti. A Nord c è più lavoro, ma A livello nazionale il tasso di disoccupazione è 7,8%, che sale a 27,4% se si considerano solo i giovani (15-24 anni): più alto al Sud (39,2%), meno al Centro (25,3%), più basso al Nord (19,0%). La situazione per le ragazze è più critica: il tasso della disoccupazione femminile, nella fascia anni, supera di circa 8 punti percentuali quello maschile (32,3% per le donne, 23,9% per gli uomini), forbice che si mantiene simile nelle diverse zone geografiche: al Nord il tasso è 22,7% per le donne e 16,4% per gli uomini; al Centro è 34,8% per le donne e 18,7% per gli uomini easudèdi44,0% per le donne e 36,0% per gli uomini. Tuttavia i dati della disoccupazione giovanile non devono scoraggiare chi cerca lavoro: se la disoccupazione giovanile è del 27,4%, vuol dire che una parte non piccola dei giovani che hanno cercato lavoro (il 72,6%) lo ha trovato 3. Inoltre i dati variano molto da luogo a luogo e anche all interno di una stessa regione può esservi una grande varietà di situazioni. L Emilia- Romagna è tra le regioni in cui la disoccupazione giovanile incide meno, ma con grandi differenze tra le province: se Bologna nel 2010 raggiunge un tasso di disoccupazione di 29,2%, a Piacenza il valore è più che dimezzato (13,6%) 4. Lo stipendio cambia se si è laureati? scuola.zanichelli.it/ ideefuturo/ 1 Tutti i dati sono tratti da una ricerca Isfol con dati relativi al 2010, (l Isfol, Istituto per lo Sviluppo della Formazione Professionale dei Lavoratori è un ente pubblico di ricerca), e ISTAT del II Trimestre Rapporto OCSE Education at a Glance Dati ISTAT del II Trimestre Dati Confartigianato Imprese Emilia- Romagna, Idee per il tuo futuro XV

17 COME FUNZIONA L UNIVERSITÀ L Università italiana offre corsi di studio organizzati in tre cicli: POSSO ISCRIVERMI ALL UNIVERSITÀ? Per iscriversi all Università è necessario il diploma di maturità quinquennale oppure quello quadriennale con un anno integrativo o, in alternativa, un obbligo formativo aggiuntivo da assolvere durante il primo anno di corso. laurea, di durata triennale (180 crediti formativi in un massimo di 20 esami), al termine della quale si consegue il titolo di Dottore; ad esempio laurea in Tecniche di radiologia medica oinscienze del comportamento e delle relazioni sociali. Laurea magistrale, di durata biennale (120 crediti in un massimo di 12 esami), al termine della quale si consegue il titolo di Dottore magistrale; ad esempio laurea in Biotecnologie mediche oinpsicologia clinica. Dottorato di ricerca e Scuola di specializzazione. Esistono anche corsi di laurea magistrali a ciclo unico, della durata di 5 (300 crediti in un massimo di 30 esami) o 6 anni (360 crediti in un massimo di 36 esami); ad esempio Medicina e Chirurgia. Per approfondire gli studi si può accedere a master di 1 e di 2 livello e ai corsi di alta formazione. I crediti formativi universitari (CFU) misurano il carico di lavoro dello studente (1 CFU = 25 ore di impegno; 60 CFU = 1 anno di impegno universitario), compresi lo studio individuale ed eventuali esperienze di apprendistato 5. Sono stati introdotti per facilitare il confronto tra i sistemi e i programmi di differenti corsi e Atenei italiani ed europei, e quindi il passaggio da un corso di studio a un altro, oppure da un Università a un altra, anche straniera: i CFU sono trasferibili in ECTS (European Credit Transfer and Accumulation System) e quindi riconosciuti nelle Università di tutta Europa. Tramite i CFU è possibile valutare ai fini della laurea anche esperienze quali stages e tirocini. Infine i CFU permettono di semplificare la determinazione dei piani di studio individuali (PSI) che ciascuno studente può modulare su se stesso. In alcuni casi è possibile personalizzare il proprio percorso di studi, inserendo nel piano degli esami da sostenere alcuni corsi non previsti dal piano di studi istituzionale. Quando si presenta il PSI bisogna rispettare il minimo di crediti obbligatori per ciascun ambito disciplinare previsti dal proprio corso di laurea. 5 Regolamento recante norme concernenti l autonomia didattica degli atenei, Decreto Ministeriale 3 novembre 1999, n Dati Federconsumatori II Rapporto sui costi degli atenei italiani 2011 aggiornato il 4/10/2011. Quanto costa l Università. I costi variano a seconda dell Ateneo, della zona geografica (il Nord è mediamente più caro del 28,3% rispetto al Sud) e della fascia di reddito dello studente. Ad esempio, se si ha un basso reddito (fino a euro annui) le tasse oscillano tra i 290 euro di Bari e i 1005 di Parma. Per una fascia di reddito fino a euro le spese universitarie variano tra gli 847 euro della Sapienza di Roma e i 1548 del Politecnico di Torino. Esiste la possibilità di accedere a borse di studio ed esoneri parziali o totali per reddito o per merito, che in alcuni Atenei tengono conto anche del voto di maturità (esonero per chi si è diplomato con il massimo dei voti e la lode) 6. XVI Idee per il tuo futuro

18 I TEST DI AMMISSIONE L accesso ad alcuni corsi di laurea è filtrato da una prova di ammissione, per iscriversi alla quale occorre versare un importo (attorno ai 60 euro): sono medicina e chirurgia, odontoiatria e protesi dentaria, medicina veterinaria, le lauree a ciclo unico finalizzate alla formazione in altre professioni sanitarie e in architettura. Il numero programmato è reso obbligatorio dal Ministero dell istruzione dell Università e della ricerca (MIUR) per alcuni corsi di laurea, mentre in altri casi è il singolo Ateneo a decidere (a Bologna, ad esempio, vi sono 44 corsi di laurea a numero programmato). Le prove d ingresso comprendono 80 quesiti, cui rispondere in due ore di tempo (15 minuti in più per architettura); ogni risposta corretta fa guadagnare un punto, le risposte sbagliate fanno perdere 0,25 punti, mentre le risposte non date valgono 0. I test comprendono quesiti di cultura generale e ragionamento logico, oltre a domande sulle materie caratterizzanti i diversi indirizzi universitari. Ad esempio, per essere ammessi a Medicina bisogna rispondere a 40 quesiti di cultura generale e ragionamento logico, 18 di biologia, 11 di chimica e 11 di fisica e matematica. Di seguito trovi una selezione di test di chimica tratti da alcune prove di ammissione di diversi corsi di laurea. Qui trovi tante informazioni in più e le prove assegnate negli ultimi anni accessoprogrammato. miur.it Qui trovi tante informazioni in più e degli esempi di test MEDICINA E CHIRURGIA 01 Un elemento è costituito da atomi: a b c d e tutti diversi tra loro aventi tutti lo stesso numero di protoni aventi uguale numero di massa aventi lo stesso numero di nucleoni aventi lo stesso numero di neutroni (Prova di ammissione 2007/2008) 02 L elettronegatività è: a b c d e l energia ceduta quando su un atomo giunge un elettrone dall esterno la capacità di condurre la corrente la capacità di un elemento di attrarre elettroni di legame l energia necessaria per strappare un elettrone a uno ione negativo la capacità di un elemento di cedere elettroni (Prova di ammissione 2007/2008) 03 Nel solfato di alluminio sono presenti: a b c d e 2 atomi di alluminio, 3 di zolfo e 12 di ossigeno 2 atomi di alluminio, 3 di zolfo e9diossigeno 3 atomi di alluminio, 2 di zolfo e 12 di ossigeno 3 atomi di alluminio, 2 di zolfo e9diossigeno 1 atomo di alluminio, 3 di zolfo e 10 di ossigeno 04 Un agente ossidante è una sostanza che: a acquista protoni d origina un ossido b perde elettroni e acquista elettroni c sviluppa ossigeno (Prova di ammissione 2009/2010) MEDICINA VETERINARIA 05 Secondo Avogadro, volumi uguali di gas diversi, nelle stesse condizioni di temperatura e di pressione: a contengono sempre lo stesso numero di ioni b contengono sempre lo stesso numero di molecole c contengono lo stesso numero di molecole se queste contengono lo stesso numero di atomi d hanno la stessa massa e contengono un diverso numero di molecole (Prova di ammissione 2007/2008) 06 Il numero di massa di un elemento corrisponde: a b c d e al numero di neutroni meno il numero di protoni al numero dei neutroni dell elemento al numero di protoni meno il numero di neu-troni al numero dei protoni dell elemento al numero di protoni più il numero di neutroni (Prova di ammissione 2011/2012) (Prova di ammissione 2010/2011) Idee per il tuo futuro XVII

19 I TEST DI AMMISSIONE 07 A cosa corrisponde il numero di ossidazione di un elemento? a b c d e al numero di protoni presenti nel nucleo dell elemento al numero complessivo di protoni e neutroni nel nucleo dell elemento al numero di elettroni messi in gioco dall ele-mento in un legame chimico al valore di elettronegatività dell elemento al numero di cariche dell elemento (Prova di ammissione 2006/2007) ODONTOIATRIA E PROTESI DENTARIA 08 Secondo la legge di Lavoiser in una trasformazione chimica rimane costante: a b c d e lo stato di aggregazione delle sostanze la densità del sistema il volume delle sostanze la massa del sistema il contenuto energetico (Prova di ammissione 2008/2009) 09 I gas nobili non sono reattivi perché: a b c d e l orbitale più esterno è completamente occupato dagli elettroni hanno pochi elettroni nello strato esterno sono presenti allo stato monoatomico presentano basse forze di Van der Waals non reagiscono con gli acidi (Prova di ammissione 2007/2008) 10 Calcolare il ph di una soluzione ottenuta aggiungendo 100 ml di una soluzione 0,1 M di HCl a 50 ml di una soluzione 0,2 M di NaOH. a 14,00 d 7,00 b 1,00 e 8,00 c 5,00 PROFESSIONI SANITARIE 12 Completare in modo corretto la frase: «L energia di un orbitale» a b c d e non dipende dal valore del numero quantico principale dipende dal numero quantico principale ed è indipendente dal numero quantico secondario diminuisce al crescere del numero quantico principale aumenta al crescere del numero quantico principale è indipendente dal numero quantico secon-dario (Prova di ammissione 2006/2007) INGEGNERIA 13 Sapendo che un comune atomo di magnesio contiene 12 protoni, 12 elettroni e 12 neutroni, quale delle seguenti combinazioni corrisponde al suo possibile isotopo? a b c d e 14 a b c d e 13 protoni, 12 elettroni e 12 neutroni 13 protoni, 12 elettroni e 13 neutroni 12 protoni, 13 elettroni e 12 neutroni 13 protoni, 13 elettroni e 12 neutroni 12 protoni, 12 elettroni e 13 neutroni (Prova di ammissione CISIA 2007/2008) Perché per rigirare gli spaghetti in una pentola d acqua che bolle senza scottarsi le dita è meglio adoperare una forchetta di legno piuttosto che una metallica? perché la conducibilità termica dei metalli è molto più grande di quella del legno perché il calore specifico dei metalli è maggio-re di quello del legno perché la conducibilità elettrica dei metalli è maggiore di quella del legno perché il legno si elettrizza meno dei metalli perché il legno è più leggero dei metalli (Prova di ammissione CISIA 2007/2008) (Prova di ammissione 2010/2011) 11 Tra i seguenti orbitali, quale è occupato preferenzialmente da un elettrone? a 6s b 6p c 5d d 6p e 5s (Prova di ammissione 2011/2012) Altri test nel sito: XVIII Idee per il tuo futuro

20 DOVE SI STUDIA LA CHIMICA L accesso ad alcuni corsi di laurea è filtrato da una prova di ammissione, per iscriversi alla quale occorre versare un importo (attorno ai 60 euro): sono medicina e chirurgia, odontoiatria e protesi dentaria, medicina veterinaria, le lauree a ciclo unico finalizzate alla formazione in altre professioni sanitarie e in architettura. All Università potrai studiare la chimica in molti corsi di laurea. In alcuni corsi la chimica è la materia di studio principale, in altri è oggetto di esami di base, propedeutici o complementari. La chimica è la principale materia di studio dei seguenti corsi di laurea: Chimica: i corsi di chimica generale, inorganica, organica, analitica, chimica-fisica prevedono, oltre alla parte teorica, numerosi laboratori. Chimica industriale, Chimica dei materiali, Ingegneria chimica: vengono approfonditi gli aspetti applicativi della chimica come le scienze dei materiali, lo sviluppo dei processi chimici e la progettazione di impianti industriali. Farmacia e Chimica e Tecnologie farmaceutiche: gli esami di chimica sono volti a fornire una conoscenza delle caratteristiche e dei meccanismi di azione dei farmaci e dei loro principali metodi di sintesi. Per saperne di più www progettolauree scientifiche.eu Vi sono poi alcuni corsi di laurea in cui la chimica, pur non essendo la principale materia di studio, riveste un ruolo molto importante, per cui è previsto più di un esame. È il caso dei seguenti corsi di laurea: Scienze biologiche Scienze naturali Geologia Biotecnologie Scienze ambientali Tecnologie per la conservazione e il restauro Tecnologie agrarie Ingegneria ambientale In altri corsi di laurea è previsto un corso di chimica, che può essere più o meno propedeutico ad altri esami; ne sono un esempio: Fisica Astronomia Medicina e Chirurgia Medicina veterinaria Odontoiatria e Protesi dentaria Ingegneria (meccanica, civile, aerospaziale, elettronica, gestionale) Nei corsi di laurea dell area medica, negli anni successivi al primo, devono essere sostenuti anche esami di biochimica. Idee per il tuo futuro XIX

21 STUDY ABROAD Vorrei studiare in Europa. I cittadini dell Unione europea (UE) possono studiare, dalla scuola primaria al dottorato di ricerca, in uno dei paesi UE. Per facilitare questi scambi è stato creato Ploteus, il portale delle opportunità di apprendimento ( programmi di scambio, borse di studio, descrizioni dei sistemi di istruzione e apprendimento dei vari paesi europei, nonché indicazioni dei siti web degli istituti di istruzione superiore, i database dei corsi di formazione, le scuole... Attraverso Ploteus è possibile anche avere notizie pratiche, ad esempio su come raggiungere la località e dove alloggiare, sul costo della vita, le tasse, i servizi cui si può accedere. Per sapere se il diploma conseguito in Italia sia o meno riconosciuto nei diversi sistemi di istruzione esteri è utile visitare il sito che contiene una grande mole di informazioni sulle Università dei 55 paesi che aderiscono al network, oltre che i link ai siti per richiedere direttamente il riconoscimento del proprio titolo di studio e i dettagli sulle modalità, i tempi, i requisiti per fare domanda di iscrizione. Sul sito si trovano anche notizie sui diversi sistemi d istruzione europei e sulle opportunità di studio all estero, su prestiti e borse di studio, nonché su questioni pratiche collegate alla mobilità e all equipollenza. La rete ENIC (European Network of Information Centres) è nata proprio per fornire notizie e consigli sul riconoscimento di diplomi, titoli e altre qualifiche universitarie o professionali straniere. Vuoi studiare matematica a Oxford? scuola.zanichelli.it/ ideefuturo/ Ti interessano i programmi di scambio universitari? scuola.zanichelli.it/ ideefuturo/ La rete NARIC (National Academic Recognition Information Centres) mira a informare sulle opportunità e le procedure di riconoscimento dei titoli di studio all estero. Vorrei studiare negli Stati Uniti. Se la meta sono gli USA è bene conoscere la differenza tra colleges e universities: i primi offrono solo undergraduate degrees (equivalenti alla laurea triennale), corsi di studi della durata di 4 anni, mentre le universities anche graduate degrees (corsi di formazione dopo la laurea: master e PhD, odottorato). Gli undergraduate degrees non sono dedicati a una materia: a seconda della sede presso cui si studia, questo diploma avrà più o meno prestigio. In base ai programmi di studio, al prestigio, ai costi si sceglie l Università che fa al caso nostro. Una volta scelta l Università che si desidera frequentare bisogna fare domanda, essere ammessi, e poi dichiarare la materia del major, l ambito disciplinare principale che lo studente sceglie. In ogni caso qualsiasi undergraduate degree prevede corsi obbligatori in più materie (sia letterarie sia scientifiche). Questa è una differenza significativa rispetto all Università italiana. Per gli Stati Uniti l iscrizione per gli studenti stranieri può essere fatta presentando domanda ai vari colleges all inizio dell ultimo anno di scuola superiore. Occorre presentare: le pagelle degli anni precedenti tradotte ufficialmente (ufficial translations of transcripts), i materiali e gli esami richiesti anche agli studenti americani (come i test SAT), i risultati del TOEFL (Test of English as a Foreign Language) o del IELTS (International English Language Test), e un intervista, che spesso può essere condotta nel paese di provenienza da rappresentanti dell Università a cui si fa domanda. L esame SAT di primo livello è un test nel quale il candidato deve rispondere a tre sezioni di domande (Mathematics, Critical Reading, Writing), ciascuna con un punteggio totale di 800, per un totale di 2400 punti dall intero esame. Punteggi di circa 700 in ciascuna parte dell esame sono ritenuti ottimi e attorno al 600 molto buoni. XX Idee per il tuo futuro

22 VERSO IL LAVORO Vorresti trovare lavoro? Sul sito trovi tante informazioni utili per aiutarti nella tua ricerca: dai centri per l impiego ai siti e ai giornali di riferimento, dai contratti a come si sostiene un colloquio di lavoro. Quando si è alla ricerca di un lavoro, prima o poi arriva il momento di inviare (per posta ordinaria o per ) il proprio Curriculum Vitae (CV) e una lettera di accompagnamento alle aziende per le quali si desidera lavorare, sperando di essere chiamati per un colloquio. Il Curriculum Vitae è la carta di identità professionale del candidato e deve indicare l iter formativo, le conoscenze e le competenze di chi si propone per ottenere un impiego. Si comincia sempre dai dati anagrafici, per un inquadratura iniziale, e dai contatti (indirizzo, numero di telefono, cellulare, ...), per poi passare in rassegna le precedenti esperienze lavorative e le varie tappe della propria istruzione/formazione, dalla più recente alla più lontana nel tempo. Altre informazioni indispensabili riguardano la padronanza di una o più lingue straniere e le competenze tecniche; conviene anche mettere in rilievo le capacità relazionali e organizzative, se si posseggono. Per quanto riguarda altre informazioni personali, è meglio inserire solo quelle che possono essere apprezzate dalla specifica azienda cui è indirizzato il CV. Infine, non bisogna mai dimenticare di autorizzare il trattamento dei dati personali, facendo riferimento al d. lg. 196/2003. Un CV efficace sarà completo, chiaro e soprattutto breve (due pagine di solito sono sufficienti): bisogna tenere conto che chi lo legge è abituato a valutarne decine tutti i giorni e apprezzerà il fatto di trovare subito le informazioni che gli interessano. Meglio selezionare solo le aziende che più si avvicinano al proprio profilo professionale e scrivere per ciascuna una lettera di accompagnamento mirata. I portali che si occupano di selezione del personale solitamente danno la possibilità di compilare CV online, secondo modelli prestabiliti; oppure si può preparare da soli il CV e poi caricarlo sul sito su cui ci si vuole proporre. Scarica il CV Europass La lettera di accompagnamento (o cover letter) va preparata con molta attenzione perché serve a convincere il selezionatore a prendere in considerazione l offerta di lavoro e quindi a esaminare il CV. La forma deve essere curata e corretta, per dimostrare un buon livello di istruzione. La lettera di accompagnamento è una (o una lettera) dalla quale devono emergere in maniera sintetica (dieci righe al massimo) le motivazioni del candidato, le competenze, i titoli, le esperienze che rendono la persona adatta per quel posto di lavoro. Sintetici sì, ma non vaghi o generici: l impegno nello scrivere la lettera sta proprio nel risultare sinceri, con le idee chiare ma anche aperti a varie possibilità. La lettera deve far capire che si conosce, anche se dal di fuori, l azienda e che se ne comprendono le necessità. Per avere queste informazioni è necessario visitarne il sito internet ma anche, ad esempio, cercare e, se si può, sperimentare i prodotti di quell azienda. In questo modo sarà più facile mettersi dal punto di vista dell azienda stessa, capire quali competenze potrebbero essere utili e puntare su quelle. Le possibilità di essere valutati crescono se la busta che contiene lettera e CV, o l , è indirizzata al direttore del settore nel quale vorremmo lavorare e non genericamente all impresa o, ad esempio, all ufficio delle risorse umane. In questo caso bisogna fare accurati controlli per essere certi Idee per il tuo futuro XXI

23 VERSO IL LAVORO di scrivere correttamente il nome, il titolo di studio, la posizione che ricopre la persona a cui indirizziamo la lettera ed essere sicuri che effettivamente lavori ancora lì. Una lettera di accompagnamento. Carla è diplomata in Servizi per l agricoltura e lo sviluppo rurale. Ha sfruttato un periodo di lavoro part-time in un call center per avere il tempo di cercare un corso di formazione che faccia al caso suo. Dopo ha frequentato un corso della Regione di 180 ore in Sicurezza alimentare. Nel frattempo visita i siti di varie aziende della zona in cui abita e ne individua alcune cui decide di inviare il CV. La ditta dove vorrebbe lavorare è La Mozzarella, che produce latte e derivati. Nel sito si insiste sulla qualità dei prodotti unita al rispetto dell ambiente. A chi vuole lavorare per La Mozzarella è richiesta personalità, grinta e condivisione dei valori dell azienda. Con una telefonata Carla verifica che il responsabile della sicurezza alimentare è il dott. Biancolatte. Ecco la lettera di accompagnamento scritta da Carla. Vuoi cercare lavoro in Italia o all estero? scuola.zanichelli.it/ ideefuturo/ Lo stage (tirocinio formativo o internship) è un esperienza professionale utile per chi si avvicina al mondo del lavoro per la prima volta, per accrescere le proprie competenze e arricchire il Curriculum Vitae, anche perché è difficile trovare un impiego senza avere precedenti esperienze. Lo stage non rientra nelle tipologie di lavoro subordinato poiché è obbligatoria per il tirocinante solo un assicurazione in caso di infortunio (e non lo stipendio). Per quantificare l utilità dello stage è stato creato il sistema dei crediti formativi, ossia un punteggio che il giovane studente guadagna nel corso del suo tirocinio e che può spendere ai fini formativi: di diploma, per gli studenti del quinto anno di scuola media superiore; di esame odilaurea, per gli universitari. Un esperienza di stage può anche arrivare a sostituire un esame universitario: è sufficiente certificare che l esperienza svolta durante lo stage va a integrare le conoscenze acquisite nell arco degli studi, completandole e arricchendole. XXII Idee per il tuo futuro

24 Prima di cominciare Per tutto il mondo è il simbolo della libertà. Gli immigranti italiani che raggiungevano l America via mare vedevano in lei anche la speranza di una vita migliore, lontano dalle miserie di inizio secolo. Ma a darle il «colore della speranza» non è una vernice. La patina verde che ricopre la Statua della Libertà è il prodotto della trasformazione del metallo che la riveste a causa degli agenti atmosferici. Di quale metallo si tratta e quale tipo di trasformazione avviene? 1. La teoria atomica della materia 2. Gli stati della materia e il concetto di sostanza 3. Miscugli omogenei ed eterogenei; le soluzioni 4. Le sostanze e le trasformazioni della materia 5. Temperatura, energia e calore 6. Dal peso atomico alle formule chimiche 7. Le reazioni chimiche

25 1 La teoria atomica della materia La conservazione della massa: la legge di Lavoisier Immaginiamo un esperimento singolare per il quale ci occorre una bilancia a due piatti con bracci uguali: su un piatto collochiamo una campana di vetro ermeticamente chiusa contenente un topolino e un pezzo di formaggio. Sull altro piatto ci sono i pesi che servono per mettere la bilancia in equilibrio. Nel sistema, all interno della campana di vetro, avvengono continuamente reazioni chimiche che trasformano la materia: il topo mangia e il cibo diminuisce, il topo respira e quindi diminuisce anche l ossigeno dell aria ma contemporaneamente aumenta l anidride carbonica, il topo produce rifiuti ebbene, nonostante tutte queste trasformazioni la massa del sistema resta sempre invariata! Questo risultato ha validità del tutto generale e viene espresso dalla legge di Lavoisier. In tutte le reazioni chimiche la massa si conserva: la massa dei prodotti che si formano è uguale alla massa dei reagenti che si trasformano. XXIV 1. LA TEORIA ATOMICA DELLA MATERIA

26 Il rapporto di combinazione: la legge di Proust Consideriamo un cristallino di sale fino, ricavato da una salina in Francia, uno di sale grosso, ricavato dalle acque del mar Morto e un cristallo ancora più grosso di salgemma, estratto da una miniera in Sassonia. I tre cristalli sono costituiti tutti essenzialmente dallo stesso tipo di sale, più precisamente il cloruro di sodio. Analizzando il primo, si scopre che è formato per il 39% da sodio e per il 61% da cloro. Anche il secondo cristallo, pur avendo massa maggiore, contiene sodio e cloro nella stessa percentuale e così pure il grosso cristallo di salgemma. Possiamo anche concludere che il rapporto tra le masse dei due elementi nei tre campioni è sempre lo stesso. + clorometano acqua metanolo cloruro di idrogeno + massa sodio = 0,65 massa cloro 61% cloro 39% sodio Questo risultato ha validità del tutto generale e viene espresso dalla legge di Proust. In ogni composto il rapporto tra la massa di un elemento che lo costituisce e quella di un altro elemento è definito e costante. La legge di Proust può essere formulata anche in un altro modo: in ogni composto la percentuale in massa degli elementi che lo costituiscono è definita e costante. 1. LA TEORIA ATOMICA DELLA MATERIA XXV

27 2 Gli stati della materia e il concetto di sostanza Animazione: I passaggi di stato Animazione: Le leggi dei gas Le temperature fisse dei passaggi di stato Supponiamo di riscaldare una sostanza solida, il benzene, fino a farla diventare aeriforme e successivamente di raffreddare il sistema fino alla temperatura iniziale. Elaborando i dati, si ottiene per la fase di riscaldamento un grafico come quello che segue: temperatura ( C) 100 stato aeriforme 80 ebollizione stato liquido L acqua potabile è una soluzione costituita da più componenti. L acqua distillata è un materiale puro. Per identificarla è sufficiente la sua formula chimica: H 2 O fusione stato solido tempo Riscaldando il benzene solido si osserva che diventa liquido (cioè fonde) alla temperatura di 5,5 C. Si osserva anche che durante la fusione la temperatura non aumenta più ma resta costante (sosta termica). Anche durante l ebollizione la temperatura resta costante (80,5 C). Dobbiamo sottolineare che anche le temperature dei passaggi inversi, cioè quelli ottenuti raffreddando la sostanza allo stato aeriforme, restano costanti e sono esattamente uguali a quelle dei passaggi di stato osservati nella fase di riscaldamento. Questi valori di temperatura (normalmente indicati con t f e t eb ) sono fissi e caratteristici per ogni sostanza. Sono grandezze intensive, cioè non dipendono dalla quantità di sostanza, ma variano al variare della pressione. Ne neon N N azoto P P P fosforo H H N H ammoniaca H C H O H metanolo H O C P O diossido di carbonio XXVI 2. GLI STATI DELLA MATERIA E IL CONCETTO DI SOSTANZA

28 solido * * * * ha forma definita fusione solidificazione aumento di temperatura sublimazione liquido brinamento diminuzione di temperatura * * * * prende la forma del contenitore ebollizione ed evaporazione condensazione aeriforme * ha la forma eilvolume del contenitore La densità (o massa volumica) Pesa più un chilo di alluminio o un chilo di ferro? Questa domanda è chiaramente fuorviante, forse è provocatoria oppure è semplicemente una battuta scherzosa. Invece, si può dire che il ferro è più pesante dell alluminio? Sì, però occorre fare riferimento non più alla massa ma a un altra proprietà caratteristica delle sostanze: la densità. La densità (chiamata più propriamente massa volumica) viene definita dal rapporto tra la massa e il volume di un corpo: m densità d = V massa volume Anche la densità è una grandezza intensiva e varia solo al variare della temperatura, dato che questa fa variare il volume. Se poi il corpo si trova allo stato aeriforme, il suo volume cambia anche al variare della pressione. Dato che ogni sostanza ha un proprio valore di densità questa grandezza può essere utilizzata per individuarla. Per esempio, a 20 C la densità del ferro è 7,86 g/cm 3 mentre quella dell alluminio è 2,70 g/cm 3. Possiamo quindi dire che il ferro è più pesante dell alluminio nel senso che, a parità di volume, ha una massa maggiore, circa tre volte tanto. 2. GLI STATI DELLA MATERIA E IL CONCETTO DI SOSTANZA XXVII

29 3 Miscugli omogenei ed eterogenei; le soluzioni Animazione: Dissoluzione e concentrazione di una soluzione I componenti dei miscugli si possono separare Per separare i componenti dei miscugli sono state messe a punto diverse tecniche. Ne presentiamo due esempi. Il filtro antiparticolato è un dispositivo utilizzato in molti modelli di automobili per abbattere le emissioni inquinanti da polveri sottili provocate soprattutto dai motori diesel. Le polveri sottili sono particelle solide mescolate con i gas di scarico degli automezzi. La filtrazione è un metodo per separare un componente solido in un miscuglio eterogeneo che contiene fluidi. Anche l aria che entra nel motore degli automezzi viene filtrata (filtro dell aria) e così pure quella che entra negli impianti di condizionamento. La cromatografia è un metodo che consente di separare i componenti di un miscuglio omogeneo. Questo metodo è basato sulla diversa velocità di migrazione dei componenti su opportuni supporti solfato rameico acqua distillata carta speciale ogni banda colorata corrisponde a un diverso componente del miscuglio estratto di spinaci liquido eluente XXVIII soluzione 3. MISCUGLI OMOGENEI ED ETEROGENEI; LE SOLUZIONI

30 4 Le sostanze e le trasformazioni della materia La concentrazione Una bottiglia di aranciata contiene un miscuglio di tantissime sostanze. Dato che è dolce, vi si trova disciolta anche una certa quantità di zucchero. Se versiamo un po di aranciata in un bicchiere, certamente la quantità di zucchero e anche quella degli altri componenti è minore, tuttavia l aranciata nella bottiglia e quella nel bicchiere presentano caratteristiche comuni, riscontrabili anche attraverso i nostri sensi: il colore è lo stesso e anche la sensazione di dolce è la stessa. Entrambe queste caratteristiche sono riconducibili a una proprietà intensiva del sistema che prende il nome di concentrazione. Per assegnare un valore numerico alla concentrazione di ogni componente presente in soluzione occorre dividere la quantità di soluto per la quantità della soluzione. Essendo quindi definita tramite un rapporto, la concentrazione è sempre la stessa: se si dimezza per esempio la quantità di aranciata si dimezza pure la quantità di zucchero però il rapporto tra questi dati, cioè appunto la concentrazione, rimane sempre uguale. anidride carbonica 1 L 0,5 L Dato che nelle soluzioni le particelle di soluto sono distribuite in modo uniforme, dimezzando la quantità della soluzione dimezza anche il numero delle particelle di soluto, quindi la concentrazione della soluzione rimane la stessa. 4. LE SOSTANZE E LE TRASFORMAZIONI DELLA MATERIA XXIX