Chimica di base, spiegazione di tutte le conoscenze di chimica per principianti
Appunti di chimica del primo anno, imparare la chimica per tutti
U.A.
0: Introduzione alla Chimica Tema A
La chimica è
la scienza che si occupa dello studio dei fenomeni naturali.
Misurare
significa confrontare una grandezza con l'unità di misura.
Massa =
Kg = Kilogrammo
Lunghezza =
m = Metro
Tempo =
s = Secondo
temperatura = K =
Kelvin
Intensità di
corrente = A = Ampere
Quantità di
sostanza = mole = Mole
Intensità
luminosa = cd = Candela
Multipli:
Deca = Dieci =
10
Etto = Cento =
100
Kilo = Mille =
1.000
Mega = Milione =
1.000.000
Giga = Miliardo =
1.000.000.000
Tera = Bilione =
1.000.000.000.000
Sottomultipli:
Deci = Decimo =
1/10
Centi = Centesimo = 1/100
Milli =
Millesimo = 1/1.000
Micro = Milionesimo =
1/100.000
Nano =
Migliardesimo = 1/100.000.000
Pico = Biglionesimo = 1/100.000.000.000
Metodo
scientifico:
Si identifica il
problemaSi raccolgono
informazioniSi verifica il
fenomenoSe i risultati sono
come avevamo predetto la teoria viene confermata
La portata è la capacità massima di uno strumento
La sensibilità è la quantità più piccola che uno strumento riesce a leggere.
Le proprietà estensive sono direttamente proporzionali alla quantità.
Le proprietà intensive non sono direttamente proporzionali alla quantità.
Operazioni con le misure:
Nelle addizioni e
nelle sottrazioni devo controllare i decimali e scegliere il numero
del dato che ne ha di meno.Nelle
moltiplicazioni e divisioni devo controllare le cifre significative
e scelgo il numero del dato che ne ha di meno
Le cifre significative sono tutte le cifre dopo la prima diversa da 0 (compresa)
esempio: 0,00057 ha due cifre significative.
U.A 1: La materia e l'energia Tema A
La materia è tutto ciò che occupa un volume e ha una massa.
Gli stati fisici (o stati di aggregazione) della materia:
Solido:
ha volume e forma propria.Liquido:
ha volume proprio, acquisisce la forma del recipiente che lo
contiene.Gassoso:
non ha volume ne forma propria, si
espande fino a occupare tutto lo spazio disponibile.
Una sostanza pura è costituita da un solo tipo di materia
es: l'acqua, l'alcool etilico, l'alluminio, il cloruro di sodio, l'ossigeno ecc..
Le proprietà fisiche possono essere osservate e misurate senza alterare la sostanza.
es: il colore, il sapore, la densità, la temperatura ecc..
Le proprietà chimiche descrivono ciò che accade quando una sostanza interagisce con altre sostanze.
Le grandezze estensive dipendono dalla quantità di sostanza
Le grandezze intensive non dipendono dalla quantità di sostanza
La massa è la quantità di materia di cui è costituito un corpo, si misura in kg. E' una proprietà intrinseca, estensiva e fondamentale.
Il peso è la forza esercitata dal campo gravitazionale su una massa, verso il centro della terra, si misura in Newton. E' una proprietà estrinseca, estensiva e derivata.
Il volume è lo spazio occupato da un corpo, si misura in metri cubi. E' una proprietà estensiva e derivata. 1 m3 = 1000 litri
La densità è uguale alla massa diviso il volume, si misura in kg / m3
Il calore è il passaggio dell'energia termica tra un corpo e l'altro
La temperatura è la proprietà che caratterizza lo stato termico dei corpi
Il trasferimento di calore avviene dal corpo con temperatura maggiore a quello con temperatura minore
0 °C = 273,15 kelvin
L'energia cinetica è l'energia posseduta da un corpo a causa del suo movimento
L'energia elettrica è l'energia associata al campo elettrostatico
L'energia termica è la forma di energia posseduta da qualsiasi corpo che abbia una temperatura superiore allo zero assoluto.
Per trasformare le calorie in Joule devi moltiplicare le calorie per 4,18
Energia = Forza * Spostamento = E = Joule * metri
U.A. 2: Atomi e molecole Tema A
Trasformazione fisica: la stessa sostanza è presente si prima che dopo una trasformazione.
Trasformazione chimica (o reazione chimica): dopo una trasformazione si formano nuove sostanze.
Gli atomi sono la più piccola parte di un elemento, che possiede le proprietà chimiche di quell'elemento.
Le molecole sono la più piccola particella di un composto che possiede le proprietà chimiche di quel composto.
Un elemento è una sostanza che non può essere decomposta in 2 o più sostanze, possiede un solo tipo di atomi.
Un composto è una sostanza che può essere decomposta in 2 o più nuove sostanze, possiede molecole formate da almeno 2 atomi di tipo diverso.
I metalli rappresentano la maggior parte degli elementi, sono:
solidi
(tranne il mercurio)conduttori
di calore e elettricitàduttili
e malleabili
I non metalli:
non
sono conduttori di elettricità e correntenon
sono ne duttili ne malleabilipossono
essere solidi, liquidi e gas
Legge della conservazione della massa di Lavoiser:
in una reazione chimica la somma delle masse dei reagenti è uguale alla somma delle masse dei prodotti.
Legge delle proporzioni definite di Proust:
quando 2 o più elementi si combinano tra di loro per formare un composto, lo fanno secondo rapporti in peso ben precisi e costanti.
Legge delle proporzioni multiple di John Dalton:
quando due elementi formano due composti differenti, con una massa fissa di un elemento si trovano combinate asse dell'altro elemento che possono essere espresse da un rapporto di numeri interi e piccoli.
U.A 3: Composti e miscele Tema A
Una miscela (o sistema) è l'insieme di 2 o più sostanze in cui ciascuna sostanza mantiene la sua identità.
Una miscela è eterogenea quando le sostanze che la compongono sono distinguibili visivamente.
Una miscela è omogenea (o soluzione) quando le sostanze che la compongono non sono distinguibili visivamente
Filtrazione: Processo che separa i componenti di una miscela eterogenea sfruttando le diverse dimensioni delle particelle
Centrifugazione: processo che separa i componenti di una miscela eterogenea sfruttando la loro diversa densità.
Distillazione: processo che separa i componenti di una miscela omogenea sfruttando la loro differente facilità di passare allo stato di vapore.
Cromatografia: tecnica che permette di separare le sotanza di una miscela omogenea sfruttando la diversa velocità con cui le particelle che costituiscono le sostanze vengono spostate sulla superfice di un solido, da un solvente in movimento (elvente)
Passaggi di stato:
Fusione: Da solido a liquido
Solidificazione: da liquido a solido
Evaporazione / ebollizione: da liquido a gas
Condensazione / Liquefazione: da gas a liquido
Sublimazione: da solido a gas
Brinamento: da aeriforme a solido
U.A. 1: La struttura degli atomi e delle molecole Tema B
Le particelle subatomiche sono le particelle che costituiscono gli atomi
Possono essere di 3 tipi:
elettroni:
ruotano attorno al nucleo e hanno carica negativaprotoni
particelle nucleari con carica elettrica positivaneutroni
particelle nucleari senza carica elettrica
La radioattività è la proprietà che possiede un elemento di emettere radiazioni
Gli elementi radioattivi possono emettere 3 tipi di radiazioni:
Alfa:
hanno carica positiva e vengono attratte dalla piastra negativaBeta:
hanno carica negativa e vengono attratte dalla piastra positivaGamma: non
hanno carica elettrica e passano attraverso le piastre in linea
retta
Il numero atomico (indicato con una Z) è il numero dei protoni di un atomo. Si trova sotto il numero di massa .
Il numero di massa corrisponde al numero totale di protoni e di neutroni presenti nel nucleo di un atomo. Si trova sopra il numero atomico.
esempio: 3517 CL questo atomo di cloro ha 17 protoni e 18 neutroni (35-17)
Gli isotopi sono atomi che hanno lo stesso numero atomico dei rispettivi atomi, ma hanno un diverso numero di neutroni.
La massa atomica indica quante volte la massa dell'atomo che ci interessa è maggiore (ovvero più pesante) rispetto all'unità di massa atomica.
La massa molecolare indica quante volte la molecola di un composto è maggiore (ovvero più pesante) rispetto all'unità di massa atomica.
U.A. 2: La mole Tema C
Una mole è la quantità di sostanza pura che contiene particelle elementari (atomi, molecole, ioni ecc..)
La costante di Avogadro è indicata con una N, è il numero di particelle elementari contenute in una male: 1 mole di sostanza contiene 6,02 x 1023 particelle
1 mole di atomi di un elemento è costituita da un numero di grammi uguale alla massa atomica dell'elemento
esempio: Un atomo di rame ha massa di 10,5 x 10-23 grammi.
Per sapere qual'è la massa di una mole dell'atomo di rame,
si moltiplica la massa dell'atomo per la costante di Avogadro:
( 10,5 x 10-23 g ) x ( 6,02 x 1023 ) = 63,5 g
La massa di una mole dell'atomo di rame è 63,5 grammi
1 mole di molecole di un composto è costituita da un numero di grammi uguale alla massa molecolare del composto
esempio: Una molecola di acqua ha massa di 2,993 x 10-23 grammi.
Per sapere qual'è la massa di una mole della molecola di acqua,
si moltiplica la massa della molecola per la costante di Avogadro:
( 2,993 x 10-23 g ) x ( 6,02 x 1023 ) = 18,02 g
La massa di una mole della molecola di acqua p 18,02 grammi.
La massa molare è la massa espressa in grammi di una mole.
U.A 3: Le reazioni chimiche Tema C
Composti binari:
Ossigeno
+ Metallo → Ossidi basiciOssigeno
+ Non metallo → Ossidi acidi (o anidridi)Idrogeno
+ Metallo → IdruriIdrogeno
+ Non metallo → IdracidiMetallo
+ Non metallo → Sali binari
Composti ternari:
Acqua
+ Non metallo + Ossigeno → OssiacidiAcqua
+ Metallo + Ossigeno → IdrossidiMetallo
+ Non metallo + Ossigeno → Sali ternati
Come classificare le reazioni chimiche:
Nelle reazioni di
combinazione o di sintesi due o più reagenti formano un
unico prodotto:●
+
●
→
●
●
A
+
B formano
A
B
Nelle
reazioni di decomposizione un composto si decompone per formare
due o più prodotti. Avviene l'opposto delle reazioni di
combinazione (o sintesi):●
●
→
●
●
A
B
formano
A
+
BNelle
reazioni di spostamento un elemento libero reagisce con un composto
per formare un nuovo composto e sposta uno degli elementi del
composto originario:●
+
●
●
→
●
●
+ ●
A
+
BC
formano
A
C
+ BNelle
reazioni di scambio, l'elemento di un composto si scambia con
l'elemento di un altro composto:●
●
+
●
●
→
●
●
+
●
●
A
B
+
C
D
formano
A
D
+
C B
Reagenti: sostanze presenti prima della reazione
Prodotti: sostanze presenti dopo della reazione
In una reazione chimica
s = Solido
g = Gas
aq = Acquoso
(disciolto in acqua)l
= Liquido
Per bilanciare una reazione chimica si procede in questo ordine:
Metalli
Non
metalliIdrogeno
Ossigeno
esempio: 2C8H18 + ...O2 → ...CO2 + 18H2O
Metalli:
non ci sono2C8H18
+
...O2
→ ...CO2 +
18H2ONon
metalli: da bilanciare2C8H18
+
...O2
→ 8CO2 +
18H2OIdrogeno: già
bilanciatoOssigeno: da
bilanciare2C8H18
+
17O2
→ 8CO2
+
18H2O
2C8H18 + 17O2 → 8CO2 + 18H20
