CHIMICA DELLE SUPERFICI ED INTERFASI
|
|
- Oreste Brunelli
- 5 anni fa
- Visualizzazioni
Transcript
1 CHIMICA DELLE SUPERFICI ED INTERFASI DOTT. GIULIA FIORAVANTI UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DELL AQUILA LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA CHIMICA LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE CHIMICHE
2 SISTEMI DISPERSI Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 2
3 SISTEMI DISPERSI I MISCUGLI DI DUE O PIÙ SOSTANZE COSTITUISCONO SISTEMI ETEROGENEI SE LA LORO COMPOSIZIONE VARIA LOCALMENTE ED È POSSIBILE DISTINGUERVI FASI DIVERSE (VICEVERSA, SONO SISTEMI OMOGENEI). CONSIDERIAMO DEI SISTEMI ETEROGENEI BIFASICI, NEI QUALI UNA SOSTANZA È DISPERSA UNIFORMEMENTE NELL'ALTRA IN FORMA DI PARTICELLE O GOCCE FINEMENTE DIVISE. IN QUESTI SISTEMI, IL COMPONENTE PRESENTE IN FORMA SUDDIVISA O DISCONTINUA ED IL MEZZO CONTINUO IN CUI LA SOSTANZA È DISTRIBUITA, VENGONO RISPETTIVAMENTE CHIAMATI "FASE DISPERSA" E "FASE DISPERDENTE". MISCUGLI COLLOIDI SOLUZIONI particelle grandi > 0,2 µm particelle medie 0,2-0,002 µm particelle piccole < 0,002 µm Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 3
4 SISTEMI ETEROGENEI BIFASICI TRA LE DISPERSIONI NETTAMENTE ETEROGENEE E QUELLE OMOGENEE, ESISTONO LE COSIDDETTE "DISPERSIONI COLLOIDALI" LE QUALI, PUR APPARENDO OMOGENEE ALL'OSSERVAZIONE DIRETTA, SI COMPORTANO IN MODO DIVERSO DALLE SOLUZIONI VERE. Fase disperdente Fase dispersa Tipologia Esempi Gas Liquido Aerosol Nuvole, nebbie, Spray Gas Solido Aerosol Fumi, Polvere Liquido Gas Emulsione gassosa Schiuma da barba, panna montata Liquido Liquido Emulsione Latte, Maionese, Sangue Liquido Solido Sol Dentifricio, Au/Ag colloidali Solido Gas Schiume solide Antincendi, Polistirene espanso Solido Liquido Gel Gel di silice, Formaggio Solido Solido Sol solidi Opale, Vetro, Leghe A SECONDA DEL TIPO DI FASE DISPERSA (LIQUIDO, SOLIDO O GAS) E FASE CONTINUA SI POSSONO DISTINGUERE NUMEROSI TIPI DI DISPERSIONI COLLOIDALI. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 4
5 CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLE DIMENSIONI DELLE PARTICELLE DISPERSE SOSPENSIONI, EMULSIONI: LE PARTICELLE COSTITUENTI LA FASE DISPERSA HANNO DIAMETRO SUPERIORE A 10-5 cm (> 0,1 M) E SONO VISIBILI AL MICROSCOPIO (ES., GRANULATI, MICROCAPSULE) SISTEMI COLLOIDALI: LE PARTICELLE DISPERSE HANNO DIAMETRO COMPRESO FRA cm (0,1-0,001 M) E SONO DISTINGUIBILI ALL'ULTRAMICROSCOPIO (ES., LIPOSOMI, nm; MICROEMULSIONI, nm, IN QUESTO CASO NON È BEN CHIARO SE SI TRATTI DI SISTEMI MICELLARI RIGONFI O GLOBULI DI EMULSIONI) SOLUZIONI VERE E PROPRIE: LE PARTICELLE DISPERSE HANNO DIMENSIONI INFERIORI A 10-7 cm E NON SONO OSSERVABILI PERFINO AL MICROSCOPIO ELETTRONICO. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 5
6 SISTEMI COLLOIDALI LE MACROMOLECOLE FORMANO PER LORO NATURA SISTEMI COLLOIDALI, MENTRE PER LE MICELLE CIÒ AVVIENE SOLO IN RAPPORTO AL MEZZO DISPERDENTE IN CUI SI TROVANO. IL CLORURO SODICO IN ACQUA SI IONIZZA PRODUCENDO UNA VERA SOLUZIONE, MENTRE IN ALCOL FORMA COMPLESSI AGGREGATI MOLECOLARI A CARATTERE COLLOIDALE. VICEVERSA, IL SAPONE PURO SCIOLTO IN ALCOL DÀ UNA VERA SOLUZIONE, IN QUANTO VI SI TRASFORMA IN MOLECOLE SINGOLE, MENTRE IN ACQUA PRODUCE MICELLE COMPORTANDOSI DA COLLOIDE. SI PUÒ QUINDI CONCLUDERE CHE LA CAPACITÀ DI DARE DISPERSIONI COLLOIDALI E DI MOSTRARNE LE PROPRIETÀ NON È UNA CARATTERISTICA DI DETERMINATE SOSTANZE, MA DIPENDE DAL COMPORTAMENTO DEL SISTEMA BIFASICO NEL SUO INSIEME. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 6
7 CARATTERISTICHE COLLOIDI LIOFILI: AFFINI CON IL SOLVENTE, SONO SOLUBILI IN ESSO. SE IL MEZZO DISPERDENTE È L'ACQUA, SI PARLA DI IDROFILI, E SONO SISTEMI STABILI. ESEMPI: MOLTE PROTEINE BIOLOGICHE COME IL PLASMA SANGUIGNO. LIOFOBI: SONO QUELLI LE CUI PARTICELLE DISPERSE NON PRESENTANO AFFINITÀ CON UN SOLVENTE (SE IL MEZZO DISPERDENTE È L'ACQUA, SI PARLA DI IDROFOBI) E SONO SISTEMI INSTABILI, POSSONO DARE LUOGO A COAGULAZIONE PER ADDIZIONE DI PICCOLE QUANTITÀ DI ELETTROLITI O LEGGERI AUMENTI DI TEMPERATURA. RICHIEDONO LA PRESENZA DI EMULSIONANTI PER STABILIZZARSI IN ACQUA (COLLOIDI IRREVERSIBILI). IN GENERE I COLLOIDI LIOFOBI SONO MICELLARI. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 7
8 ESEMPI DI COLLOIDI IN CUCINA IL LATTE OMOGENEIZZATO È UN COLLOIDE IDROFOBO. IL LATTE È UN'EMULSIONE DI GRASSO BUTIRRICO E PROTEINE DISPERSE IN ACQUA. LA CASEINA È LA PROTEINA CHE AGISCE DA AGENTE EMULSIONANTE. ANCHE LA MAIONESE È UN COLLOIDE IDROFOBO. LA MAIONESE È COSTITUITA DA OLIO VEGETALE E UOVA IN SOSPENSIONE COLLOIDALE (IN ACQUA). L'AGENTE EMULSIONANTE È LA LECITINA, PROTEINA DEL TUORLO D'UOVO. Separazione di fase nel tempo Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 8
9 SOL-GEL LE SOLUZIONI COLLOIDALI IN BASE ALLA LORO CONSISTENZA POSSONO ASSUMERE ASPETTI SENSIBILMENTE DIVERSI, CHE DISTINGUIAMO COME: STATO DI SOL, SE L ASPETTO È SCIOLTO TENDENTE AL LIQUIDO (YOGURT) STATO DI GEL, SE L ASPETTO È PIÙ VISCOSO, TENDENTE AL SOLIDO (GELATINA). Esempio: Nell uovo crudo si riconoscono i due diversi stati di sol (albume) e di gel (tuorlo) delle soluzioni colloidali. UN SOL È UNA DISPERSIONE FINISSIMA DI PARTICELLE SOLIDE IN UN LIQUIDO (EFFETTO TYNDALL). AUMENTANDO LA CONCENTRAZIONE DELLE PARTICELLE, UN SOL PUÒ PASSARE ALLO STATO DI GEL: UNA DISPERSIONE FINISSIMA DI PARTICELLE SOLIDE CHE HA UNA CONSISTENZA GELATINOSA. AL CONTRARIO, DILUENDO UN GEL SI PUÒ TORNARE AD UN SOL. QUINDI, CIÒ CHE DIFFERENZIA UN SOL DA UN GEL È LA SUA CONSISTENZA RISPETTIVAMENTE FLUIDA O GELATINOSA. ANCHE LA TEMPERATURA PUÒ DETERMINARE IL PASSAGGIO DA SOL A GEL E VICEVERSA. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 9 tuorlo albume
10 REVERSIBILITÀ-IRREVERSIBILITÀ NEI COLLOIDI LIOFILI, PER AGGIUNTA DI SOLVENTE, IL COAGULO (GEL) È IN GRADO DI RIPRISTINARE LA SOLUZIONE (SOL) ED È PERCIÒ DETTO REVERSIBILE. Sol - Solvente + Solvente Gel I COLLOIDI LIOFOBI NON POSSIEDONO LA PROPRIETÀ DI RITORNARE IN SOLUZIONE QUANDO SONO NUOVAMENTE POSTI A CONTATTO CON IL SOLVENTE, DANDO ORIGINE A SISTEMI IRREVERSIBILI. Sol - Solvente + Solvente Gel Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 10
11 SISTEMI COLLOIDALI LE PRINCIPALI CARATTERISTICHE DEI SISTEMI COLLOIDALI POSSONO ESSERE ATTRIBUITE ALL'ESISTENZA DI UN'INTERFACCIA TRA FASE DISPERSA E MEZZO DISPERDENTE. OGNI PARTICELLA HA INFATTI UNA SUPERFICIE BEN DEFINITA (ELEVATO SVILUPPO SUPERFICIALE) CHE PRESENTA LE TIPICHE PROPRIETÀ INTERFACCIALI: L'ADSORBIMENTO, LO STATO ELETTRICO, LA COALESCENZA, ECC. PERTANTO IL RAPPORTO SUPERFICIE/VOLUME DELLE PARTICELLE DISPERSE HA UNA NOTEVOLISSIMA INFLUENZA NEL DETERMINARE IL COMPORTAMENTO DEI SISTEMI COLLOIDALI. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 11
12 PRINCIPALI PROPRIETÀ DEI COLLOIDI PROPRIETÀ OTTICHE: EFFETTO FARADAY-TYNDALL PROPRIETÀ CINETICHE: (MOTO BROWNIANO) DIFFUSIONE SEDIMENTAZIONE (COAGULAZIONE, FLOCCULAZIONE) VISCOSITÀ PRESSIONE OSMOTICA PROPRIETÀ ELETTRICHE: (PROPRIETÀ ELETTRICHE ALL INTERFACCIA) DOPPIO STRATO ELETTRICO FENOMENI ELETTROCINETICI Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 12
13 PROPRIETÀ OTTICHE DEI SISTEMI COLLOIDALI EFFETTO TYNDALL QUANDO LE PARTICELLE DI POLVERE DISPERSE NELL'ARIA SONO INVESTITE DA UN RAGGIO DI LUCE SOLARE CHE PENETRA ATTRAVERSO LE FESSURE DI UNA FINESTRA, DIVENTANO VISIBILI ED APPAIONO COME PUNTI BRILLANTI. QUESTO FENOMENO È DETTO EFFETTO TYNDALL E CONSISTE APPUNTO NELLA DIFFUSIONE DELLA LUCE CHE ATTRAVERSA UNA SOLUZIONE COLLOIDALE. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 13
14 PROPRIETÀ OTTICHE DEI SISTEMI COLLOIDALI L'EFFETTO TYNDALL È DOVUTO AL FATTO CHE IL DIAMETRO MEDIO DELLE PARTICELLE DISPERSE È MAGGIORE DELLA LUNGHEZZA D'ONDA DELLA RADIAZIONE LUMINOSA (NELLO SPETTRO VISIBILE). QUESTO EFFETTO È EVIDENTE PER UN OSSERVATORE DISPOSTO PERPENDICOLARMENTE ALLA DIREZIONE DEL FASCIO LUMINOSO; AL CONTRARIO, UN RAGGIO LUMINOSO È INVISIBILE, QUALUNQUE SIA LA POSIZIONE DELL'OSSERVATORE, SE PASSA ATTRAVERSO UNA SOLUZIONE VERA E PROPRIA O UN LIQUIDO PURO IN QUANTO IL DIAMETRO MEDIO DELLE PARTICELLE È MINORE DELLA LUNGHEZZA D'ONDA DEI RAGGI LUMINOSI (L'INTERAZIONE MATERIA-RADIAZIONE È QUINDI MINIMA O NULLA). Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 14
15 EFFETTO TYNDALL QUANDO UN RAGGIO DI LUCE VIENE FATTO PASSARE ATTRAVERSO UN LIQUIDO PURO O UNA SOLUZIONE VERA, IL SUO PERCORSO NON È VISIBILE LATERALMENTE PERCHÉ LE PARTICELLE IN SOLUZIONE SONO TROPPO PICCOLE PER DISPERDERE LA LUCE. NEI SISTEMI COLLOIDALI, INVECE, LE PARTICELLE SONO DI DIMENSIONE ABBASTANZA GRANDE DA DISPERDERE LA LUCE PER CUI, QUANDO UN RAGGIO DI LUCE LE COLPISCE, UN OSSERVATORE POSTO LATERALMENTE PUÒ OSSERVARNE IL PERCORSO. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 15
16 EFFETTO TYNDALL ULTRAMICROSCOPIO: MICROSCOPIO OTTICO CON ILLUMINAZIONE A CAMPO OSCURO, NEL QUALE CIOÈ L OSSERVATORE RICEVE SOLTANTO LA LUCE DIFFUSA DAI CORPUSCOLI OSSERVATI E NON I RAGGI DIRETTI PROVENIENTI DALLA SORGENTE, CAPACE DI RIVELARE PARTICELLE DI DIAMETRO FINO A QUALCHE nm. L'ULTRAMICROSCOPIO NON FA VEDERE LE PARTICELLE COLLOIDALI MA NE DENUNCIA SOLTANTO LA PRESENZA (PER VEDERE LE PARTICELLE COLLOIDALI OCCORRE SERVIRSI DEL MICROSCOPIO ELETTRONICO). Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 16
17 PROPRIETÀ CINETICHE DEI SISTEMI COLLOIDALI MOTO BROWNIANO OSSERVANDO ALL'ULTRAMICROSCOPIO UNA SOLUZIONE COLLOIDALE, SI NOTA CHE LE PARTICELLE IN ESSA DISPERSE SI MUOVONO CONTINUAMENTE A «ZIG-ZAG». QUESTO MOVIMENTO È DOVUTO ALLE CONTINUE COLLISIONI CON LE MOLECOLE CIRCOSTANTI DEL MEZZO DISPERDENTE. IL MOTO DELLE PARTICELLE È INFLUENZATO DA: TEMPERATURA DIMENSIONI PARTICELLE VISCOSITÀ DEL MEZZO DISPERDENTE In particolare, il moto browniano è più rapido quanto più piccole sono le particelle, aumenta con la temperatura (in quanto aumenta l'energia cinetica del sistema) e diminuisce con la viscosità del mezzo. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 17
18 DIFFUSIONE DEI SISTEMI COLLOIDALI COLLOIDI: SISTEMI A LENTA DIFFUSIONE LA VELOCITÀ DELLE PARTICELLE È UN IMPORTANTE PARAMETRO PER DECIDERE QUANDO UNA DISPERSIONE ABBIA CARATTERE COLLOIDALE; INFATTI, TANTO PIÙ LENTO È IL MOTO BROWNIANO, TANTO PIÙ LA DISPERSIONE ESAMINATA SI AVVICINA ALLO STATO DI SOSPENSIONE, LE CUI PARTICELLE HANNO DIMENSIONI SUFFICIENTEMENTE GRANDI DA RENDERE NULLA LA RISULTANTE DEGLI URTI DOVUTI ALLE MOLECOLE DEL MEZZO DISPERDENTE, E NON PRESENTANO MOTO BROWNIANO. IL MOTO BROWNIANO CONCORRE ALLA STABILITÀ DELLE DISPERSIONI COLLOIDALI IN QUANTO CONTRASTA L'AZIONE DELLA GRAVITÀ CHE TENDE A FAR SEDIMENTARE LE PARTICELLE DISPERSE. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 18
19 SEDIMENTAZIONE COLLOIDI LE PARTICELLE COLLOIDALI, NON SONO MAI IN QUIETE, MA SOGGETTE AL MOTO BROWNIANO (MOVIMENTO DISORDINATO). FINCHÉ LE PARTICELLE RESTANO PICCOLE, LA SEDIMENTAZIONE (MOTO ORDINATO DOVUTO ALLA GRAVITÀ) È SOPRAFFATTA DALL'AGITAZIONE TERMICA, E NON AVVIENE. SEDIMENTAZIONE: SEPARAZIONE DA UN LIQUIDO DI PARTICELLE SOLIDE SOSPESE IN ESSO, PER EFFETTO DELLA GRAVITÀ O DI ALTRE FORZE (CENTRIFUGHE, ELETTRICHE ECC.), CON CONSEGUENTE FORMAZIONE DI UN DEPOSITO (SEDIMENTO). QUANDO DUE O PIÙ PARTICELLE COLLOIDALI COLLIDONO, POSSONO RIUNIRSI (COAGULAZIONE) PER EFFETTO DI ATTRAZIONI FORZE DI VAN DER WAALS), IN PARTICELLE PIÙ GROSSE E APPESANTIRSI SINO A PRECIPITARE. PERTANTO IL MOTO BROWNIANO DA SOLO, NON È SUFFICIENTE A GARANTIRE LA STABILITÀ DELLA SOSPENSIONE. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 19
20 FLOCCULAZIONE E COALESCENZA LA DISTRUZIONE DI UN COLLOIDE SI PUÒ OTTENERE PER RISCALDAMENTO O PER AGGIUNTA DI UN ELETTROLITA, DANDO VITA A FENOMENI DI COAGULAZIONE O DI FLOCCULAZIONE. SIA LA FLOCCULAZIONE CHE LA COALESCENZA PORTANO ALLA FORMAZIONE DI PARTICELLE DISPERSE DI MAGGIORE MASSA E VOLUME. SI PARLA DI FLOCCULAZIONE QUANDO PIÙ PARTICELLE ORIGINARIE FORMANO UN GRAPPOLO (IL FLOCCULO), GRAZIE A LEGAMI INTERPARTICELLARI CHE INTERESSANO I RISPETTIVI SITI ATTIVI, PUR MANTENENDO LA RISPETTIVA IDENTITÀ (FIOCCHI DI PROTEINE DENATURATE IN SEGUITO A TRATTAMENTO TERMICO DELLA CORRISPONDENTE SOLUZIONE COLLOIDALE). SI PARLA DI COALESCENZA QUANDO PIÙ PARTICELLE SI FONDONO A FORMARNE UNA DI MASSA MAGGIORE E NON È PIÙ POSSIBILE RICONOSCERE LE PARTICELLE ORIGINARIE (UNA GOCCIA LIQUIDA CHE SI FORMA DA GOCCIOLINE PIÙ PICCOLE). Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 20
21 ALTRE PROPRIETÀ DEI SISTEMI COLLOIDALI TRA I DUE TIPI DI DISPERSIONI COLLOIDALI (LIOFILI E LIOFOBI) ESISTONO ALTRE DIFFERENZE OLTRE ALLA SOLUBILITÀ/STABILITÀ. LA TENSIONE SUPERFICIALE VIENE NOTEVOLMENTE MODIFICATA SOLO NEI COLLOIDI LIOFILI E LA VISCOSITÀ DEL MEZZO DISPERDENTE AUMENTA NEI SOL LIOFILI, MENTRE NON È QUASI INFLUENZATA NEI SOL LIOFOBI. LA PRESSIONE OSMOTICA DEI SISTEMI COLLOIDALI HA UN VALORE MOLTO BASSO E NON SEGUE LE LEGGI DELLE PROPRIETÀ COLLIGATIVE. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 21
22 CARICHE SUPERFICIALI DEI COLLOIDI LE PARTICELLE COLLOIDALI SONO FORNITE DI CARICA ELETTRICA ED IN GENERE LA CARICA È NEGATIVA. LE PARTICELLE COSTITUENTI LA FASE DISPERSA QUANDO DISPERSE IN UN MEZZO ACQUOSO RISULTANO CARICHE PERCHÉ: SONO DOTATE DI CARICA PROPRIA (ES. POLIANIONI, POLICATIONI) PER IONIZZAZIONE DI GRUPPI FUNZIONALI SUPERFICIALI (ES. PROTEINE) PER ADSORBIMENTO DI IONI (PARTICELLA + IONI PRESENTI NEL MEZZO PARTICELLA CARICA) ES. AgI + KI PARTICELLE CON CARICA NEGATIVA AgI + AgNO 3 PARTICELLE CON CARICA POSITIVA Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 22
23 PROPRIETÀ ELETTRICHE DEI SISTEMI COLLOIDALI UNA PARTICELLA SOLIDA DISPERSA IN UN LIQUIDO GENERALMENTE PRESENTA DELLE CARICHE ELETTROSTATICHE SUPERFICIALI CHE DETERMINANO UN CAMPO ELETTRICO RESPONSABILE DELLA RIDISTRIBUZIONE DEGLI IONI PRESENTI NELLO SPAZIO CHE CIRCONDA LA PARTICELLA. QUESTA DISTRIBUZIONE COMPORTA UN AUMENTO DELLA CONCENTRAZIONE DI CONTROIONI (IONI DI CARICA OPPOSTA A QUELLA DELLA PARTICELLA) IN PROSSIMITÀ DELLA SUPERFICIE. IN PARTICOLARE, LO STRATO DI LIQUIDO CON GLI IONI CHE CIRCONDA LA PARTICELLA È COMPOSTO DA DUE ZONE: INTERNA: (STRATO STAZIONARIO O DI STERN) CON GLI IONI FORTEMENTE LEGATI ALLA PARTICELLA CARICA ESTERNA: (STRATO DIFFUSO O DI GOUY-CHAPMAN), DOVE LE INTERAZIONI SONO PIÙ DEBOLI. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 23
24 PROPRIETÀ ELETTRICHE DEI SISTEMI COLLOIDALI LE DUE ZONE, COSTITUISCONO UN DOPPIO STRATO ELETTRICO INTORNO A CIASCUNA PARTICELLA. A PARTIRE DALLA SUPERFICIE DEL SOLIDO SI PUÒ SEGUIRE L ANDAMENTO DEL POTENZIALE ELETTRICO. QUESTO ASSUME UN CERTO VALORE (Y 0 ) SULLA SUPERFICIE (DIPENDENTE DALLA CARICA NEGATIVA) E QUINDI DECRESCE ALLONTANANDOSI DALLA STESSA (A CAUSA DELL AZIONE SCHERMANTE DA PARTE DEGLI IONI POSITIVI E DELLE MOLECOLE POLARI ORIENTATE). L ANDAMENTO È DI TIPO ESPONENZIALE. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 24
25 ELETTROFORESI L'ELETTROFORESI È UNA TECNICA ANALITICA E SEPARATIVA BASATA SUL MOVIMENTO DI PARTICELLE Strato di Stern Strato di Gouy-Chapman ELETTRICAMENTE CARICHE IMMERSE IN UN FLUIDO PER EFFETTO DI UN CAMPO ELETTRICO APPLICATO MEDIANTE UNA COPPIA DI ELETTRODI AL FLUIDO STESSO. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 25
26 POTENZIALE ZETA IL POTENZIALE ZETA ( ) È IL POTENZIALE ELETTRICO SULLA SUPERFICIE DELLA SFERA COSTITUITA DALLA PARTICELLA E DELLO STRATO ADSORBITO SOLIDALE AD ESSA. IL POTENZIALE ZETA INDICA QUANTO È ESTESO IL DOPPIO STRATO ELETTRICO OVVERO DÀ UN IDEA DEL GRADIENTE DELLA CURVA POTENZIALE. È L UNICO PARAMETRO CHE SI PUÒ MISURARE SPERIMENTALMENTE MEDIANTE PROVE DI ELETTROFORESI (MIGRAZIONE DI PARTICELLE IN SOSPENSIONE SOGGETTE A CAMPO ELETTRICO). IN PARTICOLARE SI MISURA LA VELOCITÀ A DIVERSI VALORI DEL CAMPO ELETTRICO E SI CALCOLA IL POTENZIALE ZETA IN FUNZIONE DELLA VISCOSITÀ E DELLA COSTANTE ELETTRICA DEL LIQUIDO. RISULTA FONDAMENTALE LA MISURA DEL POTENZIALE ZETA IN FUNZIONE DI VARIAZIONI DI ph, CONCENTRAZIONE IONICA (ETC) PER VEDERE GLI EFFETTI ELETTROSTATICI SULLA STABILITÀ DEL SISTEMA. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 26
27 STABILITÀ vs ADDENSAMENTO NEL MONDO DELLE SOLUZIONI COLLOIDALI CI TROVIAMO DI FRONTE DUE PROBLEMI OPPOSTI, A SECONDA DELLE APPLICAZIONI: OTTENERE DISPERSIONI STABILI NEL TEMPO, CIOÈ CON LE PARTICELLE CHE DEBBONO RIMANERE IN SOSPENSIONE, SENZA FENOMENI DI SEDIMENTAZIONE. OTTENERE FENOMENI DI ADDENSAMENTO/FLOCCULAZIONE DELLE PARTICELLE. SE C È UNA NATURALE REPULSIONE TRA LE PARTICELLE ALL INTERNO DI UN SISTEMA, LA DISPERSIONE RISULTERÀ RESISTENTE ALLA FLOCCULAZIONE, NATURALMENTE CIÒ NON ESCLUDE CHE IN TEMPI LUNGHI NON SI POSSANO VERIFICARE FENOMENI NATURALI DI SEDIMENTAZIONE. FORZE MUTUE DI ATTRAZIONE TRA LE PARTICELLE, PRESENTI IN UNA DISPERSIONE, AL CONTRARIO PROVOCHERANNO FLOCCULAZIONE. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 27
28 STABILITÀ EMULSIONI Energia ANDAMENTO DELL ENERGIA POTENZIALE DI DUE GOCCE DI EMULSIONE IN FUNZIONE DELLA LORO DISTANZA DI SEPARAZIONE. FORZE DI REPULSIONE DEL DOPPIO STRATO Separazione FORZE DI ATTRAZIONE DI VAN DER WAALS LA STABILITÀ DI UN EMULSIONE AUMENTA SE SI MINIMIZZA LA CONCENTRAZIONE DI IONI IN SOLUZIONE (IMPEDISCO LA FLOCCULAZIONE, AUMENTA IL MASSIMO DELLA CURVA) RAPIDA COAGULAZIONE Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 28
29 STABILITÀ DEI SISTEMI COLLOIDALI IL FATTO CHE LE PARTICELLE COLLOIDALI POSSIEDONO TUTTE CARICHE ELETTRICHE DEL MEDESIMO SEGNO DÀ RAGIONE DELLA STABILITÀ DI QUESTE SOLUZIONI. A SEGUITO DEL CONTINUO MOVIMENTO DI AGITAZIONE, LE PARTICELLE DOVREBBERO, URTARSI E QUINDI RIUNIRSI IN PARTICELLE DI MAGGIORI DIMENSIONI E CADERE AL FONDO. PER EFFETTO DELLA CARICA ELETTRICA DI UGUALE SEGNO LE PARTICELLE INVECE SI RESPINGONO RENDENDO PIÙ DIFFICILE LA LORO COAGULAZIONE. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 29
30 POTENZIALE ZETA E NANOPARTICELLE IL POTENZIALE ZETA È UN PARAMETRO CRITICO CHE DETERMINA LA STABILITÀ O L AGGREGAZIONE DELLE NANOPARTICELLE IN UNA DISPERSIONE. UN VALORE ELEVATO DI POTENZIALE Ζ CONFERISCE MAGGIORE STABILITÀ AI SISTEMI COLLOIDALI, IN QUANTO SI ORIGINANO REPULSIONI ELETTROSTATICHE CHE IMPEDISCONO L'AGGREGAZIONE DELLE PARTICELLE DISPERSE. QUANDO IL POTENZIALE È BASSO, LE FORZE ATTRATTIVE PREVALGONO SULLE REPULSIONI E QUINDI RISULTA PIÙ SEMPLICE IL VERIFICARSI DI PROCESSI QUALI LA COAGULAZIONE E LA FLOCCULAZIONE. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 30
31 COSA È UNA NANOPARTICELLA? UNA NANOPARTICELLA È UNA PARTICELLA CHE HA DIMENSIONI NANOMETRICHE. LA SCALA NANOMETRICA COMPRENDE OGGETTI DI DIMENSIONI COMPRESE FRA 1 E 100 nm, CHE VANNO DAGLI ATOMI, ALLE MOLECOLE FINO ALLE MACROMOLECOLE. 1 nanometro (nm) = 1 miliardesimo di metro (10-9 m) globulo rosso 100 nm piccola proteina 10 nm piccola molecola 1 nm legame chimico 0.1 nm (1 Å) Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 31
32 PROPRIETÀ NANOMATERIALI SU SCALA NANOMETRICA LE PROPRIETÀ CHIMICO-FISICHE DELLA MATERIA DIFFERISCONO RADICALMENTE DA QUELLE OSSERVATE MACROSCOPICAMENTE. PERCIÒ, QUANDO LE DIMENSIONI DELLE PARTICELLE DI UN QUALSIASI MATERIALE SI AVVICINANO AL NANOMETRO, ESSO ASSUME PROPRIETÀ COMPLETAMENTE NUOVE, CHE SONO INFLUENZATE PROFONDAMENTE DALLE DIMENSIONI DELLE NANOPARTICELLE STESSE. I METALLI DIVENTANO SEMICONDUTTORI O ISOLANTI, ALCUNE SOSTANZE CONVERTONO LA LUCE IN CORRENTE ELETTRICA. ALTRE, COME IL SELENURO DI CADMIO (CdSe), DIVENTANO FLUORESCENTI, EMETTENDO LUCE DI COLORE DIFFERENTE A SECONDA DELLE GRANDEZZA DELLE NANOPARTICELLE. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 32
33 APPLICAZIONE NANOTECNOLOGICA ANTE-LITTERAM NEL MEDIO EVO, I MAESTRI VETRAI TEDESCHI REALIZZARONO LE VETRATE COLORATE DELLE CATTEDRALI GOTICHE SENZA UTILIZZARE SALI COLORATI DI METALLI DI TRANSIZIONE, MA DISPERDENDO NEL VETRO PICCOLE QUANTITÀ D ORO. TALE FENOMENO NON DIPENDE DA TRASFORMAZIONI CHIMICHE CHE COINVOLGONO IL METALLO, MA DAL FATTO CHE NELL IMPASTO VETROSO SONO PRESENTI PARTICELLE DI ORO DI DIMENSIONE NANOMETRICHE IN GRADO DI ASSORBIRE LA RADIAZIONE LUMINOSA. Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 33
34 NANOSCIENZA E NANOTECNOLOGIA LE APPROFONDIREMO IN SEGUITO... ANCHE SE NON SARÀ POSSIBILE VEDERE TUTTO... NANOPARTICELLE METALLICHE QUANTUM DOTS (NANOPARTICELLE DI SEMICONDUTTORI) FULLERENI, NANOTUBI DI CARBONIO, GRAFENE Corso di Chimica delle Superfici ed Interfasi - G. Fioravanti 34
CHIMICA DELLE SUPERFICI ED INTERFASI
CHIMICA DELLE SUPERFICI ED INTERFASI DOTT. GIULIA FIORAVANTI UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DELL AQUILA LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA CHIMICA LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE CHIMICHE A.A. 2015-2016 SISTEMI DISPERSI
I MISCUGLI OMOGENEI ED ETEROGENEI
I MISCUGLI OMOGENEI ED ETEROGENEI SISTEMA: PORZIONE DI SPAZIO CHE VIENE SOTTOPOSTA AD OSSERVAZIONE, SU CUI SI FOCALIZZA L ATTENZIONE Acqua e olio Sono presenti 2 porzioni distinte e ben delimitate di materia,
DEFINIZIONE DI SISTEMA DEFINIZIONE DI FASE SISTEMA OMOGENEO /ETEROGENEO MISCUGLIO OMOGENEO/ETEROGENEO
DEFINIZIONE DI SISTEMA DEFINIZIONE DI FASE SISTEMA OMOGENEO /ETEROGENEO MISCUGLIO OMOGENEO/ETEROGENEO SISTEMA: PORZIONE DI SPAZIO CHE VIENE SOTTOPOSTA AD OSSERVAZIONE, SU CUI SI FOCALIZZA L ATTENZIONE
La base di partenza per la maggior parte dei processi produttivi di materiali ceramici sono le sospensioni. Queste si ottengono dalla miscelazione di
La base di partenza per la maggior parte dei processi produttivi di materiali ceramici sono le sospensioni. Queste si ottengono dalla miscelazione di un solido (polvere) che diverrà il ceramico, con un
NELLA LEZIONE DI OGGI:
ABBIAMO VISTO: TEMPERATURA/CALORE SCALE DI TEMPERATURA I PASSAGGI DI STATO NELLA LEZIONE DI OGGI: RIPASSO DELLA DEFINIZIONE DI SISTEMA DEFINIZIONE DI FASE SISTEMA OMOGENEO /ETEROGENEO MISCUGLIO OMOGENEO/ETEROGENEO
Corso di Chimica Generale CL Biotecnologie
Corso di Chimica Generale CL Biotecnologie STATI DELLA MATERIA Prof. Manuel Sergi MATERIA ALLO STATO GASSOSO MOLECOLE AD ALTA ENERGIA CINETICA GRANDE DISTANZA TRA LE MOLECOLE LEGAMI INTERMOLECOLARI DEBOLI
GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA. Lo stato liquido
GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA Lo stato liquido Lo stato liquido Liquidi: energia dei moti termici confrontabile con quella delle forze coesive. Limitata libertà di movimento delle molecole, che
FORZA DI COESIONE mantiene le molecole di un liquidi unite le une e alle altre
BAGNABILITA FORZA DI COESIONE mantiene le molecole di un liquidi unite le une e alle altre FORZA DI ADESIONE rappresenta la forza con cui le molecole del liquido l aderiscono alla superficie di un materiale
Chimica. Gli stati di aggregazione della materia
Chimica Gli stati di aggregazione della materia La materia si presenta in natura in tre modelli di aggregazione dei suoi costituenti (atomi, molecole o ioni): solido, liquido, aeriforme. Da un punto di
Una miscela ha composizione variabile. Se le proprietà di una miscela nonsono uniformi (fasi diverse), la miscela è eterogenea.
Le Miscele Una miscela ha composizione variabile. Se le proprietà di una miscela nonsono uniformi (fasi diverse), la miscela è eterogenea. Se le proprietà sono uniformi, la miscela è una miscela omogenea
1. Perché le sostanze si sciolgono 2. Soluzioni acquose ed elettroliti 3. La concentrazione delle soluzioni 4. L effetto del soluto sul solvente: le
Unità n 14 Le proprietà delle soluzioni 1. Perché le sostanze si sciolgono 2. Soluzioni acquose ed elettroliti 3. La concentrazione delle soluzioni 4. L effetto del soluto sul solvente: le proprietà colligative
Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile. Chimica. concetti e modelli.blu
Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile Chimica concetti e modelli.blu 2 Capitolo 17 Le proprietà delle soluzioni 3 Sommario (I) 1. Perché le sostanze si sciolgono? 2. Soluzioni acquose ed elettroliti 3. La
Le idee della chimica
G. Valitutti A.Tifi A.Gentile Seconda edizione Copyright 2009 Zanichelli editore Capitolo 2 Le trasformazioni fisiche della materia 1. La materia e le sue caratteristiche 2. I sistemi omogenei e i sistemi
Soluzioni. Miscele: (gas in gas) Leghe: (solidi in solidi) Soluzioni p.d: (solventi liquidi)
Soluzioni Sono miscele omogenee in cui si riconoscono 2 componenti o fasi: il soluto, presente in quantità minore il solvente presente in quantità maggiore. Tipi di soluzioni: Miscele: (gas in gas) Leghe:
Genesi delle rocce lapidee
1 Genesi delle rocce lapidee Fenomeno Ambiente Rocce prodotte Esempi Eruzioni Solidificazione magma Variazioni termomeccaniche superficie esterna profondità crosta terrestre Ignee 1 Effusive 4 Metamorfiche
MOLECOLE. 2 - i legami chimici. Prof. Vittoria Patti
MOLECOLE 2 - i legami chimici Prof. Vittoria Patti Gli stati di aggregazione della materia STATO SOLIDO molecole ravvicinate, struttura ordinata, volume proprio, forma propria STATO LIQUIDO molecole
Soluzioni e miscugli eterogenei. Soluzioni e miscugli eterogenei. Soluzioni e miscugli eterogenei
Le soluzioni Soluzioni e miscugli eterogenei Un sistema formato da due o più componenti è chiamato miscuglio. I miscugli possono essere : miscugli eterogenei; miscugli omogenei o soluzioni. 2 4 Soluzioni
1. Le forze intermolecolari 2. Molecole polari e apolari 3. Le forze dipolo-dipolo e le forze di London 4. Il legame a idrogeno 5. Legami a confronto
Unità n 12 Le forze intermolecolari e gli stati condensati della materia 1. Le forze intermolecolari 2. Molecole polari e apolari 3. Le forze dipolo-dipolo e le forze di London 4. Il legame a idrogeno
Genesi delle rocce lapidee
1 Genesi delle rocce lapidee Fenomeno Ambiente Rocce prodotte Esempi Eruzioni superficie esterna Ignee Effusive Piroclastiche Solidificazione magma profondità Intrusive Graniti Variazioni termomeccaniche
Capitolo 12 Le forze intermolecolari e gli stati condensati della materia
Capitolo 12 Le forze intermolecolari e gli stati condensati della materia 1. Le forze intermolecolari 2. Molecole polari e apolari 3. Le forze dipolo-dipolo e le forze di London 4. Il legame a idrogeno
PROPRIETA DELLE SOLUZIONI ACQUOSE. Prof.ssa Patrizia Gallucci
PROPRIETA DELLE SOLUZIONI ACQUOSE Prof.ssa Patrizia Gallucci L'acqua è un composto chimicamente semplice, formato da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno (H2O), che riveste fondamentale importanza in
Nanotecnologia. Nanoscienza. Approccio Bottom-up
Nanotecnologia Progettazione, caratterizzazione, produzione e applicazione di strutture, strumenti e sistemi per mezzo del controllo della forma e della dimensione in scala nanometrica. Nanoscienza Studio
1. CARATTERISTICHE E PROPRIETA DELLE EMULSIONI
1. CARATTERISTICHE E PROPRIETA DELLE EMULSIONI Le emulsioni sono sistemi dispersi, cioè eterogenei, costituiti da due fasi liquide immiscibili tra loro. Possiamo distinguere emulsioni olio in acqua (O/A,
La teoria DLVO permette di studiare l interazione tra due particelle in un liquido e quindi definire le condizioni di stabilità della sospensione.
La teoria DLVO permette di studiare l interazione tra due particelle in un liquido e quindi definire le condizioni di stabilità della sospensione. Prese due particelle si definiscono la forza e il potenziale
T.A.R.M Luigi Cerruti Lezioni di chimica 1-2
T.A.R.M. 2009 www.minerva.unito.it Luigi Cerruti Lezioni di chimica 1-2 Il corso di chimica generale Le condizioni al contorno E' un corso di chimica generale, ne derivano diverse conseguenze Vantaggi:
Lo stato liquido. i liquidi molecolari con legami a idrogeno: le interazioni tra le molecole si stabiliscono soprattutto attraverso legami a idrogeno
Lo stato liquido Le particelle sono in continuo movimento, anche se questo risulta più limitato rispetto al caso dei gas. Il movimento caratteristico a zig-zag delle particelle è chiamato moto Browniano.
Le trasformazioni chimiche e fisiche della materia. Lezioni d'autore di Giorgio Benedetti
Le trasformazioni chimiche e fisiche della materia Lezioni d'autore di Giorgio Benedetti INTRODUZIONE (I) VIDEO INTRODUZIONE (II) La comprensione delle proprietà delle sostanze e le trasformazioni che
STATO LIQUIDO. Volume proprio Forma non definita Particelle moderatamente ordinate Energia cinetica delle particelle è dello stesso
STATO LIQUIDO Caratteristiche: Volume proprio Forma non definita Particelle moderatamente ordinate Energia cinetica delle particelle è dello stesso intermolecolare I legami intermolecolari sono responsabili
Sostanza pura. Il termine sostanza indica il tipo di materia di cui è fatto un corpo.
Sostanza pura Il termine sostanza indica il tipo di materia di cui è fatto un corpo. Corpi formati da un unico tipo di materia sono costituiti da sostanze pure. Una sostanza pura ha composizione definita
ELETTRONEGATIVITA CAPACITA DI UN ATOMO DI ATTIRARE UNA COPPIA DI ELETTRONI DI LEGAME DETERMINANDO COSI IL TIPO DI LEGAME CHE SI VIENE A FORMARE. DERIVA DA ALTRE DUE GRANDEZZE I. Energia di ionizzazione:
Genesi delle rocce lapidee
1 Genesi delle rocce lapidee Fenomeno Ambiente Rocce prodotte Esempi Eruzioni superficie esterna Ignee Effusive Piroclastiche Solidificazione magma profondità Intrusive Graniti Variazioni termomeccaniche
le SOSTANZE Sostanze elementari (ELEMENTI) COMPOSTI Costituiti da due o più atomi DIVERSI tra loro
Il legame chimico In natura gli atomi sono solitamente legati ad altri in unità più complesse che, se aggregate fra loro costituiscono quello che macroscopicamente percepiamo come materia, le SOSTANZE
Genesi delle rocce lapidee
1 Genesi delle rocce lapidee Fenomeno Ambiente Rocce prodotte Esempi Eruzioni superficie esterna Ignee Effusive Piroclastiche Solidificazione magma profondità Intrusive Graniti Variazioni termomeccaniche
1.La forma delle molecole 2.La teoria VSEPR 3.Molecole polari e apolari 4.Le forze intermolecolari 5.Legami a confronto
1.La forma delle molecole 2.La teoria VSEPR 3.Molecole polari e apolari 4.Le forze intermolecolari 5.Legami a confronto 1 1. La forma delle molecole Molte proprietà delle sostanze dipendono dalla forma
STRUTTURA DELLA MATERIA. Prof.ssa PATRIZIA GALLUCCI
STRUTTURA DELLA MATERIA Prof.ssa PATRIZIA GALLUCCI MATERIA Il chimico studia sia l aspetto macroscopico che l aspetto microscopico della materia La MATERIA è tutto ciò che ci circonda, ha una massa ed
Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile. Chimica. concetti e modelli.blu
Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile Chimica concetti e modelli.blu 2 Capitolo 15 Le forze intermolecolari e gli stati condensati della materia 3 Sommario 1. Le forze intermolecolari 2. Molecole polari e
Stati della materia. Stati della materia
Stati della materia La materia può esistere in 3 diversi STATI DI AGGREGAZIONE: SOLIDO LIQUIDO GASSOSO MACROSCOPICHE MICROSCOPICHE Stati della materia Lo stato di aggregazione di una sostanza dipende dal
Capitolo 14 Le proprietà delle soluzioni
Capitolo 14 Le proprietà delle soluzioni 1. Perché le sostanze si sciolgono 2. Soluzioni acquose ed elettroliti 3. La concentrazione delle soluzioni 4. L effetto del soluto sul solvente: le proprietà colligative
ATOMI E MOLECOLE. Psicobiologia Lezione nr. 1. Prof. Lasaponara
ATOMI E MOLECOLE Psicobiologia Lezione nr. 1 Prof. Lasaponara La struttura dell atomo I legami chimici e le molecole I componenti elementari della materia vivente 20 miliardi di anni fa Caratteristiche
1. Perché le sostanze si sciolgono?
1. Perché le sostanze si sciolgono? Le soluzioni sono miscugli omogenei i cui costituenti conservano le loro proprietà. Nelle soluzioni il solvente è il componente in maggiore quantità. Il soluto è il
Le soluzioni. possono essere. solide (leghe) liquide aeriformi
Le soluzioni Sono miscele omogenee di due o più sostanze (in forma di molecole, atomi, ioni) di cui quella presente in quantità maggiore è definita solvente, le altre soluti. possono essere solide (leghe)
Le trasformazioni della materia
PARTE A LA MATERIA E GLI ATOMI Le misure e le grandezze Capitolo 1 Le trasformazioni della materia Capitolo 2 Dalle leggi della chimica alla teoria atomica 1. Il Sistema Internazionale di Unità di misura
Il Legame Ionico. Quando la differenza di elettronegatività fra atomi A e B è molto grande le coppie AB possono essere considerate A + B -
Il Legame Ionico Quando la differenza di elettronegatività fra atomi A e B è molto grande le coppie AB possono essere considerate A + B - A + B - Le coppie di ioni si attraggono elettrostaticamente Il
Un sistema è una porzione delimitata di materia.
1. La materia e le sue caratteristiche Un sistema è una porzione delimitata di materia. 1. La materia e le sue caratteristiche Gli stati fisici in cui la materia si può trovare sono: solido; liquido; aeriforme.
Unità 7. La corrente elettrica nei liquidi e nei gas
Unità 7 La corrente elettrica nei liquidi e nei gas 1. Le soluzioni elettrolitiche M. Faraday scoprì che una soluzione di acqua (di per sé isolante) con un sale, una base o un acido è conduttrice di elettricità;
Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile. Chimica. concetti e modelli.blu
Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile Chimica concetti e modelli.blu 2 Capitolo 8 La chimica dell acqua 3 Sommario 1. Come si formano i legami chimici 2. I legami covalenti ionici 3. La molecola dell acqua
Nanoparticelle - Presentazione. Presentazione. Nanoparticelle metalliche. NanoLab - Le nanoscienze a scuola -
Presentazione Nanoparticelle metalliche Colore e visione Ossidoriduzioni - Elettroliti Principi di spettroscopia Interazione luce - materia Sensori colorimetrici Diffusione di particelle in un solido Nanoscienze,
Legami secondari e lo stato fisico
Legami secondari e lo stato fisico Gli stati aggregati (stato solido, liquido) richiedono la presenza di forze intermolecolari tra le molecole che compongono la sostanza. Legame ione dipolo (si forma fra
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TERAMO CORSO DI LAUREA IN BIOTECNOLOGIE CORSO MONODISCIPLINARE: BIOCHIMICA (6CFU)
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TERAMO CORSO DI LAUREA IN BIOTECNOLOGIE CORSO MONODISCIPLINARE: BIOCHIMICA (6CFU) Roberto Giacominelli Stuffler IL C.M. BIOCHIMICA È SUDDIVISO IN DUE UNITÀ DIDATTICHE: A) BIOCHIMICA
IL LEGAME CHIMICO. Per descrivere come gli elettroni si distribuiscono nell atomo attorno al nucleo si può far riferimento al MODELLO A GUSCI
IL LEGAME CIMICO Come dagli atomi si costruiscono le molecole 02/19/08 0959 PM 1 Per descrivere come gli elettroni si distribuiscono nell atomo attorno al nucleo si può far riferimento al MODELLO A GUSCI
CARATTERISTICHE. In chimica, si possono distinguere sistemi o miscele eterogenee ed omogenee.
In chimica, si possono distinguere sistemi o miscele eterogenee ed omogenee. Sistema eterogeneo miscela di due o più sostanze in cui la composizione varia localmente. CARATTERISTICHE 1. I componenti mantengono
I Legami intermolecolari
I Legami intermolecolari Legami tra gli atomi di una molecola riepilogando Ionico D >1,9 Legami forti Covalente D = differenza di elettronegatività tra gli atomi Metallico (dovuto alla dislocazione di
Il legame tra le molecole
1 Il legame tra le molecole Obiettivo L'obiettivo di questa lezione è piuttosto ambizioso. Partendo dal concetto di dipolo elettrico e passando per la forma delle molecole arriveremo a definire il concetto
INDICE. Nota dell'autore 9 PARTE PRIMA LE RISORSE MATERIALI ED ENERGETICHE E L'ANALISI DELLE LORO PROPRIETÀ STRUTTURALI E TERMODINAMICHE
INDICE Nota dell'autore 9 PARTE PRIMA LE RISORSE MATERIALI ED ENERGETICHE E L'ANALISI DELLE LORO PROPRIETÀ STRUTTURALI E TERMODINAMICHE Capitolo I La formazione dell'universo 11 1.1 La storia dell universo
Le forze intermolecolari Manifestazione delle forze intermolecolari
1 Le forze intermolecolari Manifestazione delle forze intermolecolari 2 I gas nobili (He, Ne, Ar...) che NON formano legami chimici dovrebbero restare gassosi a qualsiasi temperatura. Invece a T molto
FORZE INTERMOLECOLARI
FORZE INTERMOLECOLARI Le forze intermolecolari sono forze di attrazione che si stabiliscono tra le molecole che costituiscono una sostanza Determinano la tendenza delle molecole ad avvicinarsi. Per ogni
Introduzione alla Chimica. Paolo Mazza
Introduzione alla Chimica Paolo Mazza 2 aprile 2013 Indice 1 Introduzione 2 2 Le teorie della materia 4 2.1 Teoria atomica.................................... 4 2.2 Teoria cinetica.....................................
REGISTRO DELLE LEZIONI 2004/2005. Tipologia. Addì Tipologia. Addì Tipologia
Cenni della teoria ondulatoria. Duplice comportamento dell'elettrone onda-particella. Tavola periodica di Mendelew, tavola periodica moderna, proprietà generali degli elementi. blocco s, p, d, f. Introduzione
LEGAMI INTERMOLECOLARI LEGAMI INTERMOLECOLARI
I legami (o forze) intermolecolari sono le forze attrattive tra particelle: molecola - molecola, molecola - ione, ione - ione In assenza di queste interazioni tutti i composti sarebbero gassosi NB: attenzione
14. Transizioni di Fase_a.a. 2009/2010 TRANSIZIONI DI FASE
TRANSIZIONI DI FASE Fase: qualsiasi parte di un sistema omogenea, di composizione chimica costante e in un determinato stato fisico. Una fase può avere le stesse variabili intensive (P, T etc) ma ha diverse
Il potenziale di membrana a riposo
Il potenziale di membrana a riposo Per poter comprendere il potenziale di membrana a riposo dobbiamo considerare: i fluidi ricchi di sali presenti su entambe le facce della membrana; la membrana stessa;
Sommario. Capitolo 1 La struttura della materia: miscugli e sostanze. Capitolo 2 Dalle sostanze all atomo
Introduzione La Chimica e il metodo scientifico 1. La Chimica pag. 9 2. Il metodo scientifico pag. 10 3. Grandezze fondamentali e grandezze derivate pag. 11 3.1 Il Sistema Internazionale di unità di misura
BIOFISICA DELLE MEMBRANE
BIOFISICA DELLE MEMBRANE Le funzioni biologiche di tutti gli organismi viventi si svolgono mediante scambio di sostanze ed informazioni attraverso membrane. Membrana = struttura che separa due mezzi diversi
Acqua. E la molecola più abbondante nel corpo E vitale. Uova di rana in ambiente acquoso
Acqua E la molecola più abbondante nel corpo E vitale Uova di rana in ambiente acquoso Proprietà chimica dell acqua I legami O-H sono covalenti polari. Infatti, l ossigeno attira fortemente gli elettroni
I FENOMENI ELETTRICI CLASSE DELLE LAUREE TRIENNALI DELLE PROFESSIONI SANITARIE DELLA RIABILITAZIONE
CLASSE DELLE LAUREE TRIENNALI DELLE PROFESSIONI SANITARIE DELLA RIABILITAZIONE I FENOMENI ELETTRICI CARICA ELETTRICA FORZA DI COULOMB CAMPO ELETTRICO E POTENZIALE ELETTRICO CORRENTE E LEGGI DI OHM RESISTENZA
I legami fra molecole nei liquidi non sono forti ed esse possono fluire Riducendo l agitazione termica. legami tra molecole più stabili
I legami fra molecole nei liquidi non sono forti ed esse possono fluire Riducendo l agitazione termica legami tra molecole più stabili formazione una massa rigida Una disposizione ordinata delle molecole
GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA DIAGRAMMI DI STATO DI COMPONENTI PURI
GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA DIAGRAMMI DI STATO DI COMPONENTI PURI Forti interazioni intermolecolari SOLIDI Assenza di libero movimento delle molecole Volume e forma propria Rigidi e incomprimibili
I LEGAMI CHIMICI. Configurazione elettronica stabile: è quella in cui tutti i livelli energetici dell atomo sono pieni di elettroni
I LEGAMI CIMICI In natura sono pochi gli elementi che presentano atomi allo stato libero. Gli unici elementi che sono costituiti da atomi isolati si chiamano gas nobili o inerti, formano il gruppo VIII
Esempi di SISTEMI ETEROGENEI. latte Acqua + olio Acqua + sabbia
MATERIA MISCUGLIO SOSTANZA PURA MISCUGLIO OMOGENEO MISCUGLIO ETEROGENEO COMPOSTO ELEMENTO Elemento: una sostanza pura che non può essere scomposta in sostanze più semplici. Composto: una sostanza pura
INSIEME ALL ACQUA SI MISCHIA O NON SI MISCHIA?
3 classe Prerequisiti Saper riconoscere le sostanze che costituiscono la materia che ci circonda Conoscere le proprietà fisiche della materia Conoscere la differenza tra sostanza pura, elemento e composto
Generalità sulle correnti elettriche. Circuiti filiformi in regime stazionario
Generalità sulle correnti elettriche. Circuiti filiformi in regime stazionario PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELLA CARICA La carica elettrica non si crea ne si distrugge: può essere solo spostata. La corrente
Richiami di Fisica, Meccanica e Termodinamica Introduzione al Corso Prof. Ing. Giulio Vannucci
CORSO DI FISICA TECNICA Richiami di Fisica, Meccanica e Termodinamica Introduzione al Corso Prof. Ing. Giulio Vannucci RICHIAMI DI FISICA, MECCANICA E TERMODINAMICA Nozioni di unità di misura Elementi
Esploriamo la chimica
1 Valitutti, Tifi, Gentile Esploriamo la chimica Seconda edizione di Chimica: molecole in movimento Capitolo 13 Le proprietà delle soluzioni 1. Perchè le sostanze si sciolgono? 2. La solubilità 3. La concentrazione
LA MATERIA NEI SUOI DIVERSI ASPETTI
LA MATERIA NEI SUOI DIVERSI ASPETTI Materia è tutto ciò che costituisce i corpi e che, assumendo forme diverse nello spazio, si manifesta ai nostri sensi. La materia è ovunque intorno a noi: il nostro
Glossario. Scheletro solido: insieme dei granuli
Glossario Terreno: prodotto della degradazione fisica e chimica delle rocce lapidee composta da granuli cristallini di forma, dimensioni e costituzione mineralogica anche molto diversa Singolo granulo:
I rivelatori. Osservare il microcosmo. EEE- Cosmic Box proff.: M.Cottino, P.Porta
I rivelatori Osservare il microcosmo Cose prima mai viste L occhio umano non riesce a distinguere oggetti con dimensioni inferiori a 0,1 mm (10-4 m). I primi microscopi vennero prodotti in Olanda alla
FONDAMENTI ANATOMO-FISIOLOGICI DELL ATTIVITA PSICHICA
FONDAMENTI ANATOMO-FISIOLOGICI DELL ATTIVITA PSICHICA Il potenziale di membrana a riposo Per poter comprendere il potenziale di membrana a riposo dobbiamo considerare: i fluidi ricchi di sali presenti
Lezione 3 Proprieta fisiche elementari di un plasma
Lezione 3 Proprieta fisiche elementari di un plasma G. Bosia Universita di Torino 1 Gas ionizzati e plasmi Si e gia notato che il comportamento dinamico di un plasma e qualitativamente diverso da quello
Lezione 11 Soluzioni. Diffusione ed osmosi.
Lezione 11 Soluzioni. Diffusione ed osmosi. Soluzioni Una soluzione è formata da un insieme di molecole di uno o più soluti (eventualmente dissociati in ioni), disciolti in un solvente (nei sistemi biologici
GENESI E STRUTTURA DEI TERRENI
GENESI E STRUTTURA DEI TERRENI Rocce Terreni Alterazione: fisico chimica - organica Disgregazione meccanica dovuta al trasporto Accumulo Caratteristiche degli accumuli: insieme di particelle tra cui non
Introduzione alla chimica organica. 1. Regola ottetto 2. Teoria del legame 3. Geometria delle molecole
Introduzione alla chimica organica 1. Regola ottetto 2. Teoria del legame 3. Geometria delle molecole La chimica organica tratta di pochissimi atomi che si possono combinare in moltissimi modi Grande importanza
Materia. Tutto ciò che occupa spazio e ha massa
ISBN: 9788879476539 Materia Tutto ciò che occupa spazio e ha massa Gli Stati della Materia Solido Liquido Gas I solidi sono rigidi ed hanno forma e volume definito. I liquidi prendono la forma del contenitore.
Lo stato liquido. Stato liquido: situazione intermedia non ben definita struttura semiordinata Volume proprio assenza di forma propria
Lo stato liquido gas liquido solido erfetto disordine erfetto ordine Stato liquido: situazione intermedia non ben definita struttura semiordinata Volume proprio assenza di forma propria Modello per lo
GAIALAB:INCONTRIAMO L AMBIENTE IN LABORATORIO
LABORATORIO DI CHIMICA Dal ghiaccio al vapore: scoperta guidata delle proprietà dell acqua Ogni elemento chimico può esistere allo stato gassoso, allo stato liquido e in quello solido. Il passaggio da
Diagramma di stato di H 2 O
Lezione 13 1. Pressione e temperatura 2. Leggi dei gas 3. Teoria cinetica ei gas 4. Gas ideali e gas reali 5. Miscele gassose: legge di Dalton 6. Frazioni molari Diagramma di stato di H 2 O Diagrammi di
GLI STATI DI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA. Dispense di Chimica Fisica per Biotecnologie I Anno- Dr.ssa R. Terracciano
GLI STATI DI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA La materia esiste nei tre stati solido liquido e gassoso. Un solido ha volume e forma propri. Un liquido ha volume proprio,
La misura della temperatura
Calore e temperatura 1. La misura della temperatura 2. La dilatazione termica 3. La legge fondamentale della termologia 4. Il calore latente 5. La propagazione del calore La misura della temperatura La
APPUNTI DELLE LEZIONI DI. Scienza e Tecnologia dei Materiali (Energetica)
Corso di Laurea in Ingegneria Energetica APPUNTI DELLE LEZIONI DI Scienza e Tecnologia dei Materiali (Energetica) Anno Accademico 2012/2013 Sito web: http://www.uniroma2.it/didattica/stm_ene Prof. Ing.
INDICE PARTE PRIMA LE RISORSE MATERIALI ED ENERGETICHE E L'ANALISI DELLE LORO PROPRIETÀ STRUTTURALI E TERMODINAMICHE
INDICE Nota dell'autore 9 PARTE PRIMA LE RISORSE MATERIALI ED ENERGETICHE E L'ANALISI DELLE LORO PROPRIETÀ STRUTTURALI E TERMODINAMICHE Capitolo I La formazione dell'universo 11 1.1 La storia dell universo
FLOCCULAZIONE COAGULAZIONE
FLOCCULAZIONE COAGULAZIONE Flocculazione: aggregazione o crescita in sospensione colloidale stabilizzata. Può coincidere con la destabilizzazione o coagulazione (chimica del processo), mentre la f. è la
Lo stato solido. Solido: qualsiasi corpo rigido e incomprimibile che ha forma e volume propri. amorfi. cristallini
Lo stato solido Solido: qualsiasi corpo rigido e incomprimibile che ha forma e volume propri Solidi amorfi cristallini Cella elementare: la più piccola porzione del reticolo cristallino che ne possiede
MATERIA: tutto ciò che ha una MASSA, occupa un VOLUME e ha ENERGIA
La materia La materia MATERIA: tutto ciò che ha una MASSA, occupa un VOLUME e ha ENERGIA Il mondo che ci circonda è costituito da materia. La chimica studia le proprietà della materia e i suoi cambiamenti.
FORZE INTERMOLECOLARI
FORZE INTERMOLECOLARI Oltre alle forze intramolecolari (legami) esistono nella materia forze intermolecolari (tra molecole diverse), anch esse dovute ad interazioni elettrostatiche. Le forze intermolecolari
CORSO DI CHIMICA PER L AMBIENTE. Lezione del 12 Aprile 2016
CORSO DI CHIMICA PER L AMBIENTE Lezione del 12 Aprile 2016 Proprietà dei Metalli Malleabilità: i metalli possono esser facilmente ridotti in lamine sottili per battitura Duttilità: i metalli possono essere