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Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Facoltà di Scienze.

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Chimica Generale e Organica Modulo Struttura della Materia Chimica Generale e Organica Modulo Struttura della Materia Chimica Generale CORSO DI LAUREA.

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1 Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali Università degli Studi di Perugia

2 Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Prof. ssa Nadia Balucani Dipartimento di Chimica – Università degli Studi di Perugia tel.: fax: URL: PRESTO DISPONIBILE SU:

3 scienza che studia la composizione delle varie sostanze costituenti la materia e le trasformazioni che tali sostanze possono subire CHIMICA Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

4 - cottura di un alimento - respirazione, visione - uso di detergenti - ricarica della batteria di un telefono cellulare La chimica di tutti i giorni La chimica nella Protezione Civile RISCHIO CHIMICO Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

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6 Nella notte tra il 2 e il 3 dicembre 1984, nello stabilimento della Union Carbide a Bhopal, in India, dove veniva prodotto un insetticida per uso agricolo, si ebbe un rilascio allaria di metil-isocianato: CH 3 NCO Il disastro di Bhopal

7 Delle persone che furono esposte al gas tossico, circa morirono subito o dopo poco tempo, mentre poco meno di sono state affette da serie malattie croniche. La reazione chimica che la fabbrica della UNION CARBIDE di Bhopal doveva eseguire era tra 1-naftolo, fosgene, COCl 2, e metil-isocianato, CH 3 NCO. In questo modo si produceva il Carbaryl, detto SEVIN®, un pesticida molto potente. A causa di un guasto ad un contenitore, 27 tonnellate di metil-isocianato furono rilasciate nellatmosfera. Carbaryl: 1-Naphthyl N-methylcarbamate C 12 H 11 NO 2

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9 Lincidente di Seveso Nel 1976, a Seveso, nellazienda chimica ICMESA (di proprietà della ditta Givaudan, gruppo Hoffmann-La Roche) veniva prodotto lesaclorofene, composto chimico abbastanza innocuo, usato nellindustria cosmetica (è essenzialmente un battericida, cioè un disinfettante). esaclorofene Sabato 10 luglio 1976, alle ore 12,37 dal reattore B fuoriesce una nube che il vento propaga velocemente sul territorio circostante, densamente abitato. Già il 14 luglio gli effetti dellesposizione alla nube cominciano ad essere avvertiti dalla popolazione: si segnalano casi di intossicazione, seguiti da ricoveri di emergenza e dalla moria di molti animali.

10 Il 20 luglio, nei laboratori dello stabilimento Givaudan di Zurigo si riesce ad identificare la sostanza chimica fuoriuscita con lincidente: si tratta di TCDD (2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-diossina), una sostanza chimica altamente tossica e cancerogena, capace di provocare innumerevoli disturbi alla natura ed alluomo. Passano altri quattro giorni prima che finalmente si decida, il 24 luglio, di evacuare unarea di quindici ettari, che viene cinta con reticolati, militarizzata e suddivisa in tre zone a seconda del grado di tossicità raggiunto. Il 25 luglio, settecento persone vengono fatte sfollare, mentre lallarme si estende anche ad altri undici comuni limitrofi. Successivamente, lICMESA verrà demolita, insieme alle abitazioni della zona più contaminata. Tonnellate di terreno inquinato dalla diossina verranno inoltre rimosse, allinterno di un processo di bonifica delle aree colpite. La sostanza fuoruscita non era quella in produzione!

11 Aziende sottoposte a Rapporto di sicurezza Aziende sottoposte a Notifica Aziende sottoposte art. 5 comma 3 La diossina rilasciata dalla ICMESA di Seveso non era un composto utilizzato nellimpianto, ma era stata prodotta accidentalmente come composto secondario ed emesso dallimpianto per il guasto ad una valvola di sicurezza. A seguito dellincidente, la Comunità Europea emanò una direttiva che in Italia fu recepita dal DPR 175/88, dal DPCM 31/3/89, decreti che poi furono in seguito modificati dalla legge 334/99. In base a tale legge gli organismi regionali debbono tenere sotto osservazione certe aziende che possono cedere sostanze chimiche pericolose allambiente.

12 Molte industrie non chimiche usano composti chimici potenzialmente pericolosi …

13 Oleificio umbro vuole 35 milioni dai parenti di 4 operai "L'incidente è stato causato dalla loro imperizia Morirono bruciati in fabbrica, l'azienda chiede i danni ai familiari Il gravissimo incidente, due anni fa a Campello sul Clitunno L'accusa: "Usarono il saldatore che era vietato per fare più in fretta" SPOLETO - Quattro operai morti sul lavoro ed un'azienda che, a distanza di oltre due anni dal drammatico incidente, chiede ai parenti delle vittime, e all'unico superstite, trentacinque milioni di euro, come risarcimento danni. …. L'atto legale porta la firma dell'amministratore delegato della società, Giorgio Del Papa, indagato dal giorno seguente la tragedia. Le accuse per il manager sono di disastro colposo con l'aggravante "della colpa con previsione dell'evento", violazione delle norme sulla sicurezza (tra cui l'omissione dolosa dei mezzi di prevenzione) e omicidio colposo plurimo. Secondo la procura di Spoleto, Del Papa sapeva che c'era gas esplosivo (del tipo esano, molto pericoloso) nei silos saltati in aria. E proprio quel gas, per la procura, è la causa di tutto. Per Del Papa, invece, la colpa dell'incidente è da attribuire agli operai. I quattro, lavoravano per conto di una piccola ditta, che aveva l'appalto per lavori di manutenzione di questo colosso europeo della raffinazione dei prodotti vegetali. Secondo l'azienda, gli operai che quel giorno stavano lavorando all'installazione di una passerella per collegare due silos, avrebbero dovuto sapere che le fiamme ossidriche non potevano essere utilizzate in quell'intervento. E proprio l'uso di un saldatore sarebbe stata la causa, per la difesa, dello scoppio del silos. I quattro saltarono in aria. Dilaniati e carbonizzati. Una tragedia che nel novembre del 2006 scosse l'opinione pubblica, è poi divenuta un vicenda giudiziaria a colpi di perizie….. Dall'altra una perizia richiesta dall'azienda al tribunale civile, e affidata ad un consulente locale che riscontra come causa dell'incidente l'uso del saldatore. In quest'ultima perizia si sostiene che pur in presenza del gas esplosivo, se non ci fosse stato l'innesco della fiamma, lo scoppio non si sarebbe mai prodotto. Un errore, scrive il perito, commesso dagli operai "per fretta e stanchezza". da La Repubblica (30 giugno 2008)

14 Fulminato dalle esalazioni di acido solforico il primo lavoratore, forse senza autorespiratore. Vittime anche i compagni scesi per aiutarlo. Un quinto in gravi condizioni Molfetta, strage in un'autocisterna Quattro operai morti intossicati La dinamica dellincidente. Il comandante provinciale dei vigili del fuoco, Giovanni Micunco, ha ricostruito la dinamica dell'incidente. Una pompa d'acqua stava lavando l'interno della cisterna. Un primo operaio si è affacciato dal passo d'uomo per accertarsi come stava andando il lavoro. Investito da un'esalazione letale di acido solforico sprigionato dalla reazione zolfo e acqua, l'operaio è caduto nella cisterna. L'autista del veicolo e un altro operaio non hanno perso tempo e si sono calati nel tentativo di soccorrere il compagno di lavoro ma anche loro sono stati vittime dell'acido solforico. Qualcuno ha chiamato il titolare dell'azienda che era a casa e lui, mentre ancora in auto correva verso il capannone, ha telefonato al 118. Ma quando sono arrivati i pompieri, anche Vincenzo Altomare era disteso sul fondo dell'autocisterna. 3 marzo agosto 2008, conclusione dellindagine: Sono stati i vapori di acido solfidrico la causa della morte a catena dei quattro operai e del titolare della Truck, calatisi nella cisterna uno dopo l'altro nel tentativo di soccorrersi a vicenda. L'inchiesta ha stabilito che l'intossicazione mortale per i cinque lavoratori è avvenuta per l'acido solfidrico, sostanza molto tossica e letale che si sprigiona, per un processo chimico, quando cisterne che contengono zolfo allo stato liquido vengono svuotate. I residui di zolfo a contatto con l'aria hanno una reazione chimica che produce vapori dell'acido solfidrico. ???? forse ci si riferisce alla reazione con il vapore acqueo

15 ma non cè solo il rischio dovuto agli impianti… rischio associato al TRASPORTO di composti chimici di grande utilizzo nei processi industriali rischio associato al TRASPORTO di composti chimici di grande utilizzo nei processi industriali Es.acido solforico, H 2 SO 4 ammoniaca, NH 3 acido cloridrico nitrati di vario tipo, fosfati

16 Nessun superstite, camion trasportava ammoniaca Messico: bus contro tir, 38 morti (ANSA) - CITTA' DEL MESSICO, 17 NOV 00 - Una cisterna carica di ammoniaca si e' scontrata con un autobus passeggeri in Messico, causando la morte di 38 persone. L'incidente e' avvenuto nella regione di Sinaloa, nel Nord-Ovest del Paese. I freni della cisterna non avrebbero funzionato e l'automezzo si sarebbe scontrato con l'autobus, finito poi in uno strapiombo profondo una ventina di metri. Tutti i viaggiatori a bordo dell'autobus sono morti, alcuni per l'impatto altri per le esalazioni. © Ansa

17 I convogli dell'organizzazione sono già in viaggio verso il luogo dell'incidente. La città di Ryongchong rasa al suolo Disatro ferroviario, la Corea chiede aiuto alla Croce Rossa L'esplosione sarebbe stata causata da una fuga di nitrato di ammonio. Perde quota l'ipotesi di una attentato ESTERI 23 aprile 2004 PECHINO - La Corea del Nord chiede aiuto alla Croce Rossa. Dalla Cina sono già partiti alcuni convogli che stanno raggiungendo il confine tra Cina e Corea del Nord dove ieri, nei pressi della città di Ryongchong, due treni carichi di prodotti petroliferi sono esposi mentre transitavano sui binari. Una fuga di nitrato di ammonio sarebbe all'origine dell'esplosione. Il bilancio, tra morti e feriti, è fermo a tremila persone, ma non c'è ancora nulla di ufficiale.

18 I convogli dell'organizzazione sono già in viaggio verso il luogo dell'incidente. La città di Ryongchong rasa al suolo Disatro ferroviario, la Corea chiede aiuto alla Croce Rossa L'esplosione sarebbe stata causata da una fuga di nitrato di ammonio. Perde quota l'ipotesi di una attentato ESTERI 17 luglio 2007: UCRAINA, DERAGLIA TRENO CARICO DI FOSFORO KIEV - Una ventina di persone sono rimaste intossicate e oltre 800 sono state evacuate in seguito al deragliamento e all'incendio in Ucraina di un treno merci diretto in Polonia con un carico di fosforo giallo, che ha fatto scattare un allarme chimico nel distretto di Busk, nella regione occidentale di Leopoli. Il fosforo giallo, utilizzato per la fertilizzazione, è ritenuto una sostanza tossica di prima categoria e può avere effetti letali in una concentrazione di un decimo di grammo. La sostanza, che si incendia facilmente producendo un gas tossico, intacca le ossa umane e il cervello e può produrre necrosi del fegato. Il treno merci, composto da 58 carri di cui 15 contenenti fosforo giallo, è deragliato per causa ancora da accertare tra Krasnoye e Ozhidov, mentre viaggiava da Dzhambul, in Kazakhstan, verso Kleksa, in Polonia. Fonte: ANSA.it

19 I convogli dell'organizzazione sono già in viaggio verso il luogo dell'incidente. La città di Ryongchong rasa al suolo Disatro ferroviario, la Corea chiede aiuto alla Croce Rossa L'esplosione sarebbe stata causata da una fuga di nitrato di ammonio. Perde quota l'ipotesi di una attentato ESTERI 21 agosto 2008: AUTOCARRO SPOLETINO SI RIBALTA A MAGIONE, TRASPORTAVA SOSTANZE PERICOLOSE E' terminato soltanto alle 4 di questa mattina il recupero dei serbatoi di pentafloruro di fosforo che facevano parte del carico perso da un autocarro partito da Spoleto ieri pomeriggio e diretto a Savona. L'assenza di pioggia e di corsi d'acqua nei pressi ha evitato, almeno apparentemente, l'inquinamento del terreno. Sono comunque ancora in corso le operazioni di bonifica della scarpata sottostante la strada, dove il mezzo pesante è finito in seguito all'incidente. I soccorritori hanno dovuto fare i conti con la delicata situazione che si è venuta a creare. Anche se l'incidente è avvenuto intorno alle 16, infatti, l'autocarro è stato recuperato soltanto un paio d'ore fa, con l'ausilio di due autogru. Proseguono invece - e continueranno presumibilmente per diverse ore ancora - le operazioni di messa in sicurezza della zona, recuperando i contenitori di pentafloruro di fosforo, ciascuno del peso di 20 kg. I vigili del fuoco del comando provinciale di Perugia, coordinati dal comandante Raffaele Ruggiero, sono intervenuti sul posto con diversi automezzi, tra cui l'apposito autofurgone che trasporta attrezzature specifiche per intervento in presenza di sostanze chimiche (Nucleare Biologico Chimico Radiologico). Da Spoleto è arrivato anche il personale dell'azienda preposto all'invio del pentafloruro di fosforo.

20 OBIETTIVI DEL CORSO Questo corso ha una duplice finalità: - Corso introduttivo ai concetti base della chimica (e quindi, in quanto tale, sarà propedeutico ad altri insegnamenti del corso di laurea, fra cui Chimica Organica, Biochimica, Chimica Ambientale, Igiene e Igiene Ambientale) - Introduzione ad alcuni aspetti applicativi delle scienze chimiche, che spaziano dalla chimica della combustione alla chimica dei materiali da costruzione, dal rischio chimico allinquinamento atmosferico, dal rischio radiochimico ai fenomeni della corrosione naturale Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE A corso terminato dovrai saper padroneggiare alcuni concetti di base della chimica (come ad esempio il legame chimico, lequilibrio chimico, le reazioni acido/base, le reazioni redox) e saper descrivere in termini chimici alcuni fenomeni naturali o processi industriali e applicati.

21 Programma I modulo: Struttura della materia Nomenclatura inorganica - Il nucleo ed elementi di radiochimica - Gli elettroni e le proprietà periodiche – Il legame chimico – Gli stati di aggregazione e i passaggi di stato – Le soluzioni e le loro proprietà – Termodinamica II modulo: Reattività chimica Le equazioni chimiche – Lequilibrio chimico in sistemi omogenei ed eterogenei – Gli equilibri acido-base – Le reazioni di ossidoriduzione – Elettrochimica – Cinetica chimica – Elementi di chimica inorganica – Brevi cenni sulla chimica del carbonio – Chimica dei materiali Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

22 Libro di testo consigliato Chimica Generale e Inorganica Bertani, Clemente, Depaoli et al. Casa Editrice Ambrosiana Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE + Tavola Periodica pieghevole (ad esempio Edizioni Morelli) + fotocopie dei lucidi mostrate a lezione (distribuite in forma cartacea o elettronica a lezione; on-line per gli studenti lavoratori)

23 Modalità desame - Esame scritto (quesiti chiusi a risposta multipla) + Esame orale Sia la prova scritta che quella orale vertono su tutto il programma e devono essere sostenuti nello stesso giorno. Durante la prova scritta è possibile utilizzare la Tavola Periodica e una calcolatrice scientifica (e basta!) -Per gli studenti del primo anno è prevista una prova di accertamento parziale sulla prima parte del programma (I modulo: Struttura della Materia). Chi supera la prima prova (votazione 15) può partecipare alla seconda prova di accertamento (II modulo: Reattività Chimica). Viene ammesso allorale chi ha preso almeno 18 a una delle due prove e una votazione 15 nellaltra prova (esempio: con due 15 o due 16 non si è ammessi). Chi viene ammesso allorale in questo modo deve sostenere lorale entro la sessione di settembre. I accertamento: fine novembre; II accertamento: fine gennaio Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

24 CHIMICA: scienza che studia la composizione delle varie sostanze costituenti la materia e le trasformazioni che ciascuna sostanza può subire Materia: tutto ciò che esiste nell'universo, che occupa spazio e che è percepibile dai nostri sensi Sostanza: un dato tipo di materia caratterizzato da ben definite proprietà, la cui composizione è ben determinata e costante Energia: attitudine a compiere lavoro che un corpo o un sistema possiede a causa delle sue caratteristiche lavoro = forza spostamento energia cinetica, potenziale, chimica, termica, radiante ecc. legge della conservazione dell'energia Fenomeno: qualsiasi modificazione osservabile delle proprietà della materia fenomeni fisici: le sostanze restano inalterate nella loro natura e conservano la loro composizione subendo solo modificazioni in alcune loro proprietà fenomeni chimici: le sostanze subiscono trasformazioni più profonde che interessano la loro stessa composizione - alcune sostanze scompaiono e al loro posto se ne formano delle nuove Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

25 materia sostanze miscele omogenee eterogenee elementi composti Una miscela è un tipo di materia che può essere separato per via fisica in due o più sostanze; una miscela eterogenea è una miscela costituita di parti fisiche distinte ognuna con proprietà differenti; una miscela omogenea è invece uniforme nelle sue proprietà e composizione in ogni parte del campione. Una sostanza è un tipo di materia che non può essere ulteriormente separato in altri tipi di sostanze mediante processi fisici; una sostanza ha sempre certe determinare proprietà (ad es. colore, odore, peso specifico, temperatura di fusione ecc.) indipendentemente dalla sua origine. Un elemento è una sostanza che non può essere decomposta tramite nessuna reazione chimica in sostanze più semplici. esistono SOLO 109 elementi Un elemento è una sostanza che non può essere decomposta tramite nessuna reazione chimica in sostanze più semplici. esistono SOLO 109 elementi Un composto è una sostanza costituita da due o più elementi uniti da legami chimici; in un composto puro, qualsiasi sia la sua origine, gli elementi che lo compongono sono presenti in percentuali fisse. esistono milioni di composti sia di origine naturale che sintetica Un composto è una sostanza costituita da due o più elementi uniti da legami chimici; in un composto puro, qualsiasi sia la sua origine, gli elementi che lo compongono sono presenti in percentuali fisse. esistono milioni di composti sia di origine naturale che sintetica trasformazione fisica trasformazione chimica Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

26 ATOMI … L'atomo è la più piccola parte di ogni elemento esistente in natura che ne conserva le caratteristiche chimiche. … E MOLECOLE Si definisce molecola la più piccola unità strutturale di un composto chimico (non ionico) che può esistere allo stato libero e che ne mantiene le medesime proprietà chimiche. Le molecole possono essere monoatomiche, cioè costituite da un solo atomo (è il caso dei cosiddetti gas nobili) o poliatomiche, cioè costituite da più atomi, uguali o diversi. Es. Un atomo di ferro ha tutte le proprietà microscopiche riconducibili allelemento ferro. Lacqua è un composto che può essere trasformato con opportune trasformazioni chimiche in ossigeno e idrogeno, che sono gli elementi che compongono lacqua. Né latomo di ossigeno, né latomo di idrogeno hanno le proprietà dellacqua (composto). Una molecola di acqua (composta da ossigeno e idrogeno) ha invece tutte le proprietà microscopiche riconducibili al composto acqua. Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

27 Limatura di ferro e polvere di zolfo: una miscela eterogenea Esempi di elementi Hg Br 2 I2I2 S8S8 Cr Pb Esempi di composti acqua H 2 O sale da cucina solido NaCl glucosio C 6 H 12 O 6 HSO 3 ClPOCl 3 Soluzioni: miscele omogenee CuSO 4 (solido blu) sciolto in acqua Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

28 Il linguaggio chimico 1. I simboli degli elementi Simboli: sono 'abbreviazioni' per indicare gli elementi: idrogeno H (hydrogenium) ossigeno O fosforo P(phosphorus) cloro Cl sodio Na(natrium) la seconda lettera di un simbolo è sempre minuscola !! Co = cobalto CO = monossido di carbonio Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

29 Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Gli elementi in ordine alfabetico…

30 Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE …e raggruppati nella TAVOLA PERIODICA Elementi cerchiati: simboli da conoscere

31 Il linguaggio chimico 2. Formule: rappresentano le sostanze, siano esse formate da molecole distinte (e in questo caso la formula rappresenta anche la molecola indicandoci il numero e la specie degli atomi che entrano a far parte della molecola stessa) o siano esse formate da reticoli ionici indefiniti (in questo caso la formula rappresenta il rapporto numerico più semplice nel quale gli atomi si trovano nel composto) nella formula devono quindi essere indicati i simboli degli elementi che compongono la sostanza e il numero di atomi di ciascun elemento presenti nella singola molecola Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

32 ESEMPI di SOSTANZE ELEMENTARI e delle loro FORMULE CHIMICHE ESEMPI di SOSTANZE ELEMENTARI e delle loro FORMULE CHIMICHE Abbiamo visto come gli elementi o sostanze elementari siano formate da un unico tipo di atomi. Anche per queste sostanze la formula chimica ci dà informazioni quantitative, in particolare sul numero di atomi che entrano a far parte delle molecole discrete (se ovviamente quel certo composto ne forma) es. i gas nobili (He, Ne, Ar) in natura sono presenti come gas monoatomici; di conseguenza il simbolo è anche la formula che descrive queste sostanze es. il cloro, l'idrogeno e l'ossigeno gassosi sono costituiti da molecole biatomiche di formula Cl 2, H 2, O 2 ; il fosforo esiste in natura come molecola formata dallunione di 4 atomi e quindi scriverò P 4 ; lo zolfo esiste in natura come molecola formata dallunione di 8 atomi e quindi scriverò S 8 NB la formula deve indicare il numero di atomi identici che formano il composto es. nel caso degli elementi metallici, il simbolo e formula coincidono perché nel reticolo metallico sono presenti atomi tutti identici (quindi, per esempio, con il simbolo Fe indico sia un atomo di ferro che un pezzo di ferro metallico) Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

33 ESEMPI di COMPOSTI e delle loro FORMULE CHIMICHE ESEMPI di COMPOSTI e delle loro FORMULE CHIMICHE es. l'acqua è una molecola discreta formata da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno la formula è quindiH 2 O es. il cloruro di sodio è costituito da un reticolo ionico in cui ioni sodio e ioni cloruro occupano posizioni regolari; nel solido per ogni atomo di sodio è presente un atomo di cloro e la formula è quindiNaCl es. la molecola di acido solforico è formata da 2 atomi di idrogeno, un atomo di zolfo e 4 atomi di ossigeno; la formula è quindiH 2 SO 4 un composto chimico è caratterizzato dalla sua formula e/o dal suo nome NOMENCLATURA CHIMICA un composto chimico è caratterizzato dalla sua formula e/o dal suo nome NOMENCLATURA CHIMICA Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

34 Iniziamo a familiarizzare con la Tavola Periodica degli elementi: la disposizione degli elementi nella Tavola Periodica non è casuale… le colonne vengono dette GRUPPI; gli elementi di un gruppo hanno proprietà simili le righe vengono dette PERIODI; le proprietà degli elementi variano in maniera graduale mano a mano che mi sposto lungo un periodo da sinistra a destra Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

35 Iniziamo a familiarizzare con la Tavola Periodica degli elementi: In base alle loro proprietà chimiche e fisiche gli elementi si distinguono in metalli (riquadri beige), non metalli (azzurro), metalloidi o semimetalli (grigio-verde) Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

36 Iniziamo a familiarizzare con la Tavola Periodica degli elementi: Metalli: ¾ degli elementi - solidi a temperatura ambiente (eccetto il mercurio, Hg, che è liquido) - hanno superfici lucenti, sono malleabili e duttili - buoni conduttori di calore ed elettricità - perdono facilmente elettroni esterni per formare ioni positivi detti cationi - con lossigeno formano ossidi basici Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

37 Iniziamo a familiarizzare con la Tavola Periodica degli elementi: Non Metalli: sono solo 17 elementi e si trovano in alto a destra - spesso gassosi a temperatura ambiente - quelli solidi (C, P, S, I) non sono affatto duttili - cattivi conduttori di calore ed elettricità - acquistano facilmente elettroni per formare ioni negativi detti anioni - con lossigeno formano ossidi acidi Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

38 Iniziamo a familiarizzare con la Tavola Periodica degli elementi: Semimetalli: sono gli elementi lungo la diagonale che divide metalli e non metalli - hanno proprietà intermedie fra quelle dei metalli e dei non metalli - sono semiconduttori Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

39 Nomenclatura: il nome delle sostanze elementari Il nome corrente delle sostanze è quello di uso comune (per es. è anche il nome commerciale)

40 Numero di ossidazione La trattazione del legame chimico (che affronteremo insieme più avanti) ha messo in evidenza che un atomo legandosi ad altri atomi modifica la propria struttura elettronica. Latomo assume una configurazione elettronica diversa da quella che aveva prima di formare legami, o per acquisto o per perdita di uno o più elettroni (legame ionico) o per condivisione, molto spesso asimmetrica, di coppie di elettroni (legame covalente e covalente-polare). La carica che assume effettivamente o formalmente l'atomo, in seguito a tale modificazione, è detta stato di ossidazione o numero di ossidazione, indicato brevemente con n.ox. oppure n.o. La carica che assume effettivamente o formalmente l'atomo, in seguito a tale modificazione, è detta stato di ossidazione o numero di ossidazione, indicato brevemente con n.ox. oppure n.o. Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE … parleremo estesamente di configurazione elettronica e legame chimico più avanti nel corso… Nomenclatura: il nome dei composti

41 Regole per determinare il numero di ossidazione 1) per atomi di una qualsiasi specie chimica allo stato elementare n.ox.=0 2) per gli elementi del gruppo I (metalli alcalini) n.ox.=+1 3) per gli elementi del gruppo II (metalli alcalino terrosi) n.ox.=+2 4) nei suoi composti, H ha n.ox.=+1, negli idruri dei metalli n.ox.=-1 5) nei suoi composti, O ha n.ox.=-2 6) per qualsiasi elemento allo stato di ione monoatomico n.ox=carica dello ione 7) la somma degli n.ox. degli elementi presenti in una molecola neutra è uguale a zero; in uno ione poliatomico coincide con la carica dello ione Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

42 Nomenclatura delle sostanze inorganiche Dai nomi degli elementi si ricavano le radici da usare per formare i nomi dei relativi composti nome dellelementoradicenome del composto es. ferroferr-ossido ferr-oso cloruro ferr-ico iodioiod-iod-uro di piombo iod-ato di potassio Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

43 Nomenclatura delle sostanze inorganiche Eccezioni: nome dellelementoradiceesempi di composto es. azoto (N)nitr-acido nitr-oso acido nitr-ico zolfo (S)solfor-acido solfor-ico solf-solf-ato di potassio fosforo (P)fosfor-acido fosfor-ico fosf-fosf-ato di sodio arsenico (As)arseni-arseni-ato di sodio arsen-acido arsen-ico manganese (Mn)mangan-mangan-ato di potassio stagno (Sn)stann-idrato stann-oso oro (Au)aur-cloruro aur-ico Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

44 Nomenclatura delle sostanze inorganiche OSSIDI metalli+ossigeno ossidi basici nonmetalli+ossigeno ossidi acidi o anidridi Alla parola ossido o anidride si fa seguire un attributo formato dalla radice dellelemento che si è combinato con lossigeno e dal suffisso -oso se il composto è formato dallelemento nel suo numero di ossidazione più basso -ico se il composto è formato dallelemento nel suo numero di ossidazione più alto Nel caso in cui lelemento può assumere un unico numero di ossidazione, si usa il suffisso -ico o semplicemente si usa la preposizione di. Es.il ferro ha numeri di ossidazione +2 e +3 FeO ossido ferroso Fe 2 O 3 ossido ferrico Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

45 Nel caso in cui lelemento possa assumere più di due numeri di ossidazione si ricorre anche alluso di prefissi ipo- -oso numero di ossidazione più piccolo -oso -ico per- -ico numero di ossidazione più grande esempio: n.ox.=+1 Cl 2 O anidride ipoclorosa Cl n.ox.=+3 Cl 2 O 3 anidride clorosa n.ox.=+5 Cl 2 O 5 anidride clorica n.ox.=+7 Cl 2 O 7 anidride perclorica n.ox. crescente Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

46 Una nomenclatura alternativa fa uso dei prefissi mono-, bi-, tri-, tetra-, penta- per indicare il contenuto di ossigeno nella molecola Es.V 2 O 5 pent-ossido di divanadio OsO 4 tetr-ossido di osmio PbO 2 bi-ossido di piombo Fe 2 O 3 sesqui-ossido di ferro sesqui indica un rapporto 2 a 3 La nomenclatura più moderna riporta semplicemente il numero di ossidazione espresso con un numero romano fra parentesi Es.FeO ossido di ferro(II) Fe 2 O 3 ossido di ferro(III) PbO ossido di piombo(II) PbO 2 ossido di piombo(IV) Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

47 Nomenclatura delle sostanze inorganiche IDROSSIDI o IDRATI ossidi dei metalli (ossidi basici) + acqua idrossidi La nomenclatura segue quella degli ossidi corrispondenti, dove si sostituisce al termine ossido il termine idrato o idrossido Es.Na 2 O + H 2 O Na(OH) ossido di sodioidrossido di sodio FeO + H 2 O Fe(OH) 2 ossido ferrosoidrossido ferroso Fe 2 O 3 + H 2 O Fe(OH) 3 ossido ferricoidrossido ferrico se allidrossido del metallo tolgo tutti gli ioni OH - mi resta uno ione positivo con tante cariche quante erano gli OH - iniziali; tale ione prende il nome in base alla carica che coincide con il n.ox. Fe 2+ ione ferroso Fe 3+ ione ferrico Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

48 Nomenclatura delle sostanze inorganiche ACIDI OSSIGENATI o OSSIACIDI ossidi dei nonmetalli (anidridi) + acqua ossiacidi Al nome acido sono associati gli stessi prefissi e suffissi associati allanidride da cui deriva Es.CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 anidride carbonicaacido carbonico SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 anidride solforosaacido solforoso SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 anidride solforicaacido solforico Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

49 Nomenclatura delle sostanze inorganiche ACIDI OSSIGENATI o OSSIACIDI ossidi dei nonmetalli (anidridi) + acqua ossiacidi Es.Cl 2 O + H 2 O H 2 Cl 2 O 2 2 HClO anidride ipoclorosa acido ipocloroso Cl 2 O 3 + H 2 O H 2 Cl 2 O 4 2 HClO 2 anidride clorosa acido cloroso Cl 2 O 5 + H 2 O H 2 Cl 2 O 6 2 HClO 3 anidride clorica acido clorico Cl 2 O 7 + H 2 O H 2 Cl 2 O 8 2 HClO 4 anidride perclorica acido perclorico Gli ossiacidi sono composti ternari, contengono cioè tre elementi: idrogeno, ossigeno e un nonmetallo Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

50 Nomenclatura delle sostanze inorganiche IDRACIDI Composti binari dalle caratteristiche acide contenenti idrogeno e un non metallo Il nome si forma con il suffisso -idrico 1)HFacido fluor-idrico 2)HCl acido clor-idrico 3)HBracido brom-idrico 4)HIacido iod-idrico 5)H 2 S acido solf-idrico 6)HCNacido cian-idrico Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

51 Nomenclatura delle sostanze inorganiche I RADICALI ACIDI o ANIONI (ioni negativi) DEGLI ACIDI ciò che resta di un acido dopo aver tolto gli ioni idrogeno -oso –ito; -ico –ato; –idrico -uro Es.HCl Cl - acido clor-idricoione clor-uro H 2 SO 4 SO 4 = acido solfor-icoione solf-ato HClO 4 ClO 4 - acido per-clor-icoione per-clor-ato HCN CN - acido cian-idricoione cian-uro lo ione reca una carica negativa per ogni ione idrogeno, H +, perso Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

52 Nomenclatura delle sostanze inorganiche La perdita parziale di ioni idrogeno da parte di acidi che possono perdere due o più ioni idrogeno dà luogo alla formazione di anioni che hanno ancora caratteristiche acide Es.H 2 SO 4 HSO 4 - SO 4 = acido solfor-ico ione idrogeno-solf-ato ione solf-ato o bi-solf-ato H 2 CO 3 HCO 3 - CO 3 = acido carbon-ico ione idrogeno-carbon-ato ione carbon-ato o bi-carbon-ato Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

53 Nomenclatura delle sostanze inorganiche SALI ACIDO + IDROSSIDO SALE + acqua il nome del sale deriva da quello del radicale acido seguito allaggettivo derivante dal nome dellidrossido Es.FeSO 4 solfato ferroso Fe(OH) 2 + H 2 SO 4 FeSO 4 + H 2 O idrossido ferroso + acido solforico solfato ferroso Es.NaCl cloruro di sodio NaOH + HCl NaCl + H 2 O idrossido di sodio + acido cloridrico cloruro di sodio SO 4 = ione solfato Fe 2+ ione ferroso Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

54 Nomenclatura delle sostanze inorganiche IDRURI Composti binari metalli+idrogeno LiH idruro di litioAlH 3 idruro di alluminio FeH 3 idruro ferrico COMPOSTI CON NOMI PARTICOLARI H 2 O acqua CH 4 metano NH 3 ammoniacaNH 4 + ione ammonio PH 3 fosfina SiH 4 silano unici composti in cui n.ox. di idrogeno è -1 Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE

55 Nomenclatura delle sostanze inorganiche: schema riassuntivo Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE METALLIOSSIDI BASICIIDROSSIDI (o BASI) + O 2 + H 2 O Na + ½ O 2 Na 2 O + H 2 O 2 NaOH Ca + O 2 CaO + H 2 O Ca(OH) 2 Fe + 3/2 O 2 Fe 2 O H 2 O 2 Fe(OH) 3 NON METALLIOSSIDI ACIDIOSSIACIDI + O 2 + H 2 O C + O 2 CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 2 P + 5/2 O 2 P 2 O H 2 O 2 H 3 PO 4 S + 3/2 O 2 SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 SALI + H 2 O NaOH + H 2 CO 3 Na 2 CO 3 + H 2 O carbonato di sodio 3 Ca(OH) H 3 PO 4 Ca 3 (PO 4 ) 2 + H 2 O fosfato di calcio 2 Fe(OH) H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O solfato ferrico

56 Esempi

57 Esempi

58 Esempi

59 Esempi

60 Esempi

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62 VERIFICA LA TUA PREPARAZIONE Dopo lo studio di questa unità dovrai essere in grado di: definire i campi di studio ed applicazione della chimica; conoscere gli attributi essenziali della materia e definire l'energia; classificare i fenomeni in fisici e chimici riconoscere le miscele omogenee ed eterogenee; comprendere il concetto di sostanza usare in modo corretto i termini "elemento" e "composto riconoscere i simboli degli elementi comprendere il significato delle formule chimiche e la loro relazione con la composizione delle sostanze definire il numero di ossidazione e conoscere i criteri per la sua attribuzione riconoscere alcuni tipi di composti inorganici (ossidi, anidridi, idrossidi, acidi e sali) e riuscire ad attribuire loro un nome ricavare la formula dal nome di un composto inorganico e viceversa

63 ESEMPI DI ESERCIZI

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