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Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl La Chimica: Lo studio della trasformazione.

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1 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl La Chimica: Lo studio della trasformazione Capitolo 1

2 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl La Chimica: Una Scienza per il 21 Secolo Salute e Medicina Sistemi di depurazione Operazioni Chirurgiche con anestesia Vaccini e antibiotici Energia e Ambiente Combustibili Fossili Energia Solare Energia Nucleare 1.1

3 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl La Chimica: Una Scienza per il 21 Secolo Materiali e Tecnologia Polimeri, ceramiche, cristalli liquidi Superconduttori a temperatura ambiente? Computazione Molecolare? Cibo e Agricoltura Sementi geneticamente modificate Pesticidi “naturali” Concimi selettivi 1.1

4 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl 1.2 Lo Studio della Chimica MacroscopicoMicroscopico

5 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Il metodo scientifico è un approccio sistematico alla ricerca 1.3 Un’ipotesi è una possibile spiegazione per un gruppo di osservazioni verificato modificato OsservazioneRappresentazioneInterpretazione

6 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Una teoria è un principio unificante che spiega un insieme di fatti e/o le leggi basate su questi. 1.3 Una legge è una dichiarazione sintetica di relazione tra fenomeni sempre uguali nelle medesime condizioni. Teoria Atomica Forza = massa x accelerazione

7 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl La Chimica In Azione: Nel 1940 George Gamow ipotizzò che l’universo avesse avuto inizio con una gigantesca esplosione o big bang. Conferme sperimentali Espansione dell’universo radiazione cosmica di fondo elio primordiale 1.3 L’Elio Primordiale e la Teoria del Big Bang

8 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl 1. Materia è qualsiasi cosa che occupi spazio e che sia dotata di massa. 2. Una sostanza è una forma di materia che ha una composizione definita e proprietà distinte. La Chimica è lo studio della materia e dei cambiamenti che essa subisce 1.4 Zucchero Acqua Oro

9 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Una miscela è una combinazione di due o più sostanze in cui le singole sostanze mantengono identità distinte. 1. Miscele omogenee – la composizione della miscela è omogenea. 2. Miscele eterogenee – la composizione non è uniforme. bibite, latte, leghe per saldare cemento, limatura di ferro nella sabbia 1.4

10 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Possono essere utlizzati mezzi fisici per separare una miscela nei suoi componenti puri. calamita 1.4 distillazione

11 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Un elemento è una sostanza che non può essere separata in sostanze più semplici attraverso mezzi chimici. sono stati identificati 114 elementi 82 elementi sono presenti naturalmente sulla Terra oro, alluminio, piombo, ossigeno, carbonio 32 elementi sono stati creati dagli scienziati tecnezio, americio, seaborgio 1.4

12 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl

13 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Un composto è una sostanza composta da atomi di due o più elementi uniti chimicamente in proporzioni definite. I composti possono essere separati solo nei loro componenti puri (elementi) attraverso mezzi chimici. 1.4 Acqua (H 2 O)Glucosio (C 6 H 12 O 6 ) Ammoniaca (NH 3 )

14 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl 1.4 Classificazioni della Materia

15 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl I Tre Stati della Materia 1.5 solido liquido gas

16 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Una trasformazione fisica non altera la composizione o l’identità di una sostanza. Una trasformazione chimica fa variare la composizione o l’identità delle sostanze coinvolte. fusione del ghiaccio dissoluzione in acqua dello zucchero 1.6 L’idrogeno brucia all’aria per formare acqua Fisico o Chimico?

17 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Una proprietà estensiva di un materiale dipende da quanta materia viene presa in considerazione. Una proprietà intensiva di un materiale non dipende da quanta materia viene presa in considerazione. massa lunghezza volume densità temperatura colore Proprietà Estensive e Intensive 1.6

18 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Materia – qualsiasi cosa che occupa spazio ed abbia massa. massa – misura della quantità di materia Unità di misura SI della massa è il kilogrammo (kg) 1 kg = 1000 g = 1 x 10 3 g peso – la forza che la gravità esercita su di un oggetto peso = c x massa sulla terra, c = 1.0 sulla luna, c ~ Una barra di 1 kg bar peserà 1 kg sulla terra 0.1 kg sulla luna

19 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl 1.7 Sistema Internazionale di Unità di misura (SI)

20 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl 1.7

21 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Volume – L’unità di misura derivata dal SI per il volume è il metro cubov(m 3 ) 1 cm 3 = (1 x m) 3 = 1 x m 3 1 dm 3 = (1 x m) 3 = 1 x m 3 1 L = 1000 mL = 1000 cm 3 = 1 dm 3 1 mL = 1 cm litro Matraccio

22 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Densità – L’unità derivata dal SI per la densità è kg/m 3 1 g/cm 3 = 1 g/mL = 1000 kg/m 3 densità = massa volume d = m V 1.7 Un pezzo di platino metallico con una densità di 21.5 g/cm 3 ha un volume di 4.49 cm 3. Qual’è la sua massa? d = m V m = d x V = 21.5 g/cm 3 x 4.49 cm 3 = 96.5 g

23 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl K = 0 C F = x 0 C K = 0 0 C 373 K = C 32 0 F = 0 0 C F = C

24 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Trasformare F in gradi Celsius. 0 F = x 0 C F – 32 = x 0 C 9 5 x ( 0 F – 32) = 0 C C = x ( 0 F – 32) C = x (172.9 – 32) =

25 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl La Chimica In Azione Il 23/9/99, il Mars Climate Orbiter, del valore di € è entrato nell’atmosfera di Marte 100 km (62 miglia) più in basso di quanto era stato previsto, ed è stata distrutta dal calore lb = 1 N 1 lb = 4.45 N “Questo diventerà il racconto con cui da ora in poi si metteranno in guardia gli studenti delle scuole elementari, medie e superiori in occasione dell’introduzione al sistema metrico decimale (specie nei paesi anglosassoni n.d.T.)”

26 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl 1.8 Notazione Scientifica Il numero di atomi in 12 g di carbonio: x La massa di un singolo atomo di carbonio espressa in grammi: x N x 10 n N è un numero compreso tra 1 and 10 n è un numero intero positivo o negativo

27 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Notazione Scientifica n > = x 10 2 sposta il separatore decimale a sinistra n < = 7.72 x sposta il separatore decimale a destra Addizione o Sottrazione 1.Scrivi ciascuna quantità con lo stesso esponente n 2.Somma o sottrai N 1 e N 2 3.L’esponente, n, non cambia 4.31 x x 10 3 = 4.31 x x 10 4 = 4.70 x 10 4

28 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Notazione Scientifica 1.8 Moltiplicazione 1.Moltiplica N 1 per N 2 2.Addiziona tra loro gli esponenti n 1 e n 2 (4.0 x ) x (7.0 x 10 3 ) = (4.0 x 7.0) x ( ) = 28 x = 2.8 x Divisione 1.Dividi N 1 per N 2 2.Sottrai tra loro gli esponenti n 1 e n x 10 4 ÷ 5.0 x 10 9 = (8.5 ÷ 5.0) x = 1.7 x 10 -5

29 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Cifre Significative 1.8 Qualsiasi cifra diversa da zero è significativa kg 4 cifre significative Gli zero compresi tra cifre diverse da zero sono cifre significative 606 m 3 cifre significative Gli zero alla sinistra del prima cifra diversa da zero non sono cifre significative 0.08 L 1 cifra significativa Se un numero è maggiore di 1, tutti gli zeri alla destra del punto decimale sono cifre significative 2.0 mg 2 cifre significative Se un numero è minore di 1, solo gli zeri che si trovano alla fine e nel mezzo del numero sono cifre significative g 3 cifre significative

30 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Quante cifre significative ci sono in ciascuna delle seguenti misure? 24 mL2 cifre significative 3001 g 4 cifre significative m 3 3 cifre significative 6.4 x 10 4 molecules 2 cifre significative 560 kg2 cifre significative 1.8

31 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Cifre Significative 1.8 Addizione o Sottrazione Il risultato non può avere alla destra del separatore decimale più cifre di ciascuno dei numeri di partenza arrotondato a 90.4 una cifra significativa dopo il separatore decimale due cifre significative dopo il separatore decimale arrotondato a 0.79

32 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Cifre Significative 1.8 Moltiplicazione o Divisione Il numero di cifre significative nel risultato è determinato dal numero di partenza che ha il minor numero di cifre significative 4.51 x = = cifre sign.arrotondato a 3 cifre sign. 6.8 ÷ = cifre sign.arrotondato a 2 cifre sign. = 0.061

33 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Cifre Significative 1.8 Numeri esatti I numeri derivanti da definizioni o numeri di oggetti sono considerati come aventi un numero infinito di cifre significative La media di tre misure di lunghezza; 6.64, 6.68 e 6.70? = = 6.67 Dal momento che 3 è un numero esatto = 7

34 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl Accuratezza – quanto una misura è vicina al valore vero Precisione – quanto un gruppo di misure sono vicine tra loro accurata & precisa ma non accurata & non precisa 1.8

35 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl 1.9 Il Metodo dell’Analisi Dimensionale per Risolvere i Problemi 1.Determina quale fattore di conversione dell’unità di misura sia necessario 2.Considera le unità di misura nel calcolo 3.Se tutte le unità di misura si elidono eccezion fatta per le unità di misura necessarie, il problema è stato risolto in maniera corretta. quantità fornita x fattore di conversione = quantità desiderata unità di misura fornita x= unità di misura desiderata unità di misura desiderata unità di misura fornita

36 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl 1.9 Conversione dell’Unità di misura 1 L = 1000 mL 1L 1000 mL 1.63 L x = 1630 mL 1L 1000 mL 1.63 L x = L2L2 mL Quanti mL ci sono in 1.63 L? Il Metodo dell’Analisi Dimensionale per Risolvere i Problemi

37 Fondamenti di chimica generale – Seconda edizione Raymond Chang Copyright © 2015 – McGraw-Hill Education (Italy) Srl La velocità del suono nell’aria è di circa 343 m/s. A quanto corrisponde questa velocità in miglia per ora? 1 mi = 1609 m1 min = 60 s1 ora = 60 min 343 m s x 1 mi 1609 m 60 s 1 min x 60 min 1 ora x = 767 mi ora metri in miglia secondi in ore 1.9 conversione unità di misura


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