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Laboratorio di Chimica Testi Consigliati Laboratorio di Chimica, M. Consiglio, V. Frenna, S. Orecchio HOME PAGE

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Presentazione sul tema: "Laboratorio di Chimica Testi Consigliati Laboratorio di Chimica, M. Consiglio, V. Frenna, S. Orecchio HOME PAGE"— Transcript della presentazione:

1 Laboratorio di Chimica Testi Consigliati Laboratorio di Chimica, M. Consiglio, V. Frenna, S. Orecchio HOME PAGE ftp://dipcia.unica.it/pub/didattica/CdL_SB/Lab_Chim_I_anno/ ATTIVITÀ DIDATTICA. È docente incaricato per il Corso di Laboratorio di Chimica (Corso B) per il primo anno dei Corsi di Laurea in Scienze Biologiche. È docente incaricato del corso di Prevenzione e Sicurezza nei Laboratori Chimici e Chimica Supramolecolare del Corso di Studi in Chimica. Elementi di Chimica Analitica, D. C. Harris, Ed. Zanichelli

2 Laboratorio di Chimica Calendario Lezioni Tutoraggio: Martedì pomeriggio dalle 15:00 alle 17:00

3 Nomenclatura Ossidi Sono composti formati dallunione di un elemento qualsiasi con lossigeno Negli ossidi lossigeno ha stato di ossidazione –2 OSSIDI BASICI metallo + ossigeno per reazione con H 2 O danno: IDROSSIDI o BASI OSSIDI ACIDI o ANIDRIDI non metallo + ossigeno per reazione con H 2 O danno: ACIDI OSSIGENATI o OSSOACIDI OSSIDI ANFOTERI mostrano comportamento acido o basico a seconda dellambiente di reazione

4 La formula molecolare si ottiene scrivendo prima il metallo e poi lossigeno e assegnando successivamente a ciascuno dei due elementi come indice il numero di ossidazione dellaltro. Se possibile, semplificare dividendo per il M.C.D. (massimo comun divisore). Nomenclatura Ossidi Na O stox +1stox -2 Na 2 O 1 Ossido di sodio Na 2 O 1 Na 2 O Ba O stox +2stox -2 Ba 2 O 1 Ossido di bario Ba 2 O 2 BaO

5 Ossido di (nome del metallo) Li 2 OOssido di litio HgO Nomenclatura Ossidi CaOOssido di calcio HgOOssido mercurico FeOOssido ferrosoOssido di ferro (II) Stox alto suffisso -ico Stox basso suffisso -oso Fe 2 O 3 Ossido ferrico Ossido di ferro (III) Hg 2 OOssido mercurosoOssido di mercurio (I) Nomenclatura di Stock Vecchia Nomenclatura Stox del metallo tra parentesi tonde Ossido di mercurio (II) IUPAC Uso di prefissi che indichino il numero relativo degli atomi mono = 1 ; di = 2 ; tri = 3 ; tetra = 4 ; penta = 5 ; esa = 6

6 Nomenclatura Esempi - Ossidi metallostoxformulanomenclatura tradizionale Stock IUPAC Li+1Li 2 OOssido di litio Mg +2 MgOOssido di magnesio Cu+1 +2 Cu 2 OOssido rameosoOssido di rame (I)Ossido di dirame CuOOssido rameicoOssido di rame (II)Ossido di rame Cr+2 +3 CrOOssido cromosoOssido di cromo (II)Ossido di cromo Cr 2 O 3 Ossido cromicoOssido di cromo (III)Triossido di dicromo Ni+2NiOOssido di nichel

7 Nel'attuale nomenclatura ufficiale le anidridi vengono classificate come ossidi che vengono definiti come tali indicandone la composizione Esempio: CO 2 = diossido di carbonio e non anidride carbonica Il termine anidride è comunque tuttora usato nella nomenclatura comune. Nomenclatura Anidridi

8 Anidride (aggettivo derivante dal nome del non-metallo) Stox basso suffisso –osa Stox altosuffisso -ica Nel caso di non-metalli aventi più di due stati di ossidazione, oltre ai suffissi, si usano i seguenti prefissi: Stox basso prefisso ipo- Stox altoprefisso per- Nomenclatura Anidridi Cl 2 OAnidride ipoclorosa Cl 2 O 3 Anidride clorosa Cl 2 O 5 Anidride clorica Cl 2 O 7 Anidride perclorica

9 Nomenclatura Esempi – Ossidi acidi (Anidridi) metallostoxformulanomenclatura tradizionale Stock IUPAC Si+4SiO 2 anidride silicicaossido di silicio S+4 +6 SO 2 anidride solforosaossido di zolfo (IV)diossido di zolfo S2O3S2O3 anidride solforicaossido di zolfo (VI)triossido di dizolfo N+3 +5 N2O3N2O3 anidride nitrosaossido di azoto (III)triossido di diazoto N2O5N2O5 anidride nitricaossido di azoto (V)pentossido di diazoto C+2 +4 COossido di carbonioos. di carbonio (II)ossido di carbonio CO 2 anidride carbonicaos. di carbonio (IV)diossido di carbonio

10 Nomenclatura Idrossidi Idrossido di (nome del metallo) Stox basso suffisso –oso Stox altosuffisso -ico NaOHIdrossido di sodio Mg(OH) 2 Idrossido di magnesio CuOHIdrossido rameoso Cu(OH) 2 Idrossido rameico Cu(OH) 2 OH - ione idrossido Formula molecolare scrivere prima il metallo scrivere (OH)n (n = stox metallo) Nomenclatura IUPAC stesse regole degli ossidi con il termine ossido di sostituito da idrossido di Idrossido di rame (I) Idrossido di rame (II) Idrossido di rame diidrossido di rame

11 Nomenclatura Idracidi HClAcido cloridricoCloruro di idrogeno H 2 SAcido solfidricoSolfuro di idrogeno HCNAcido cianidricoCianuro di idrogeno HBrAcido bromidricoBromuro di idrogeno HFAcido fluoridricoFluoruro di idrogeno H 2 SeAcido selenidricoSeleniuro di idrogeno Combinazione diretta di H con non-metalli: alogeni (F, Cl, Br, I), S e cianuro (CN) H stox +1 non metalli stox negativo Formula molecolare H n X (n = stox non-metallo X) Nome ACIDO non-metallo-idrico Nomenclatura IUPAC nome del nonmetallo desinenza -uro seguito dal termine di idrogeno

12 Nomenclatura Ossiacidi Composti ternari H O non metallo gli ossidi di alcuni metalli negli stox più alti hanno caratteristiche acide V, Cr, Mn Formula molecolare H 2 O + ossido acido Anidride solforosa SO 2 + H 2 OH 2 SO 3 Acido solforoso Anidride solforica SO 3 + H 2 OH 2 SO 4 Acido solforico Anidride ipoclorosa Cl 2 O + H 2 O (H 2 Cl 2 O 2 ) HClO Acido ipocloroso i prefissi meta-, orto- e piro- che vengono usati per distinguere il diverso grado di idratazione dell'ossoacido Nome si sostituisce ossido o anidride con il termine acido

13 Nomenclatura Ossiacidi Nomenclatura IUPAC acido + enneosso + nonmetallo-ico (stox) H 2 SO 4 acido tetraossosolforico (VI) H 2 SO 3 acido triossosolforico (IV) HClO 2 acido diossoclorico (III) HClO 4 acido tetraossoclorico (VII) H 2 CO 3 acido triossocarbonico (IV)

14 Nomenclatura Sali Ipoclorito di sodioNaClO Solfato di Calcio CaSO 4 Cromato di Potassio K 2 CrO 4 CuS HgI 2 Ag 3 PO 4 -oso -ito –ico -ato Derivati da idracidi nome del nonmetallo desinenza -uro seguito dal termine di nome metallo Cloruro di Sodio NaCl Solfuro di alluminio Al 2 S 3 Derivati da ossocidi nome del residuo acido prefissi e desinenze funzione dello stox seguito dal termine di nome metallo

15 Se non tutti gli atomi di idrogeno sono sostituiti a)il nome dellanione si fa precedere dal prefisso idrogeno- b)il nome dellanione si fa precedere dal prefisso bi- c)al nome dellanione segue laggettivo acido Nomenclatura Sali Fe(HSO 4 ) 2 Idrogenosolfato di ferro (II) Bisolfato di ferro (II) [o ferroso] Solfato acido di ferro (II) KHCO 3 Idrogenocarbonato di potassio Bicarbonato di potassio Carbonato acido di potassio

16 Nomenclatura Sali NaClcloruro di sodio Cu 2 S solfuro di dirame CuS solfuro di rame Derivati da idracidi nome del nonmetallo desinenza -uro seguito dal termine di nome metallo prefissi indicanti il n° di atomi Nomenclatura IUPAC Derivati da ossoacidi residuo acido -ato + (stox nm) di metallo + (stox M) [se possibili più stox] LiClO 2 diossoclorato (III) di litio Fe(ClO 4 ) 3 tetraossoclorato (VII) di ferro (III) Na 2 CO 3 triossocarbonato (IV) di sodio CuSO 4 tetraossosolfato (VI) di rame (II)

17 Scrivere i nomi dei seguenti composti e lo stato di ossidazione del metallo e/o del non-metallo Mg(OH) 2 ; Na 2 O; N 2 O 3 ; Fe(OH) 2 ; SiO 2 ; H 2 SiO 3 ; Br 2 O 5 ; I 2 O 7 ; Cl 2 O; H 2 SO 3 ; H 2 CrO 4 ; FeSO 3 ; Ba(OH) 2 ; NaClO 4 ; NH 4 NO 3 ; HBrO 3 ; NaHSO 4 ; Al 2 (SO 4 ) 3 ; NaHS; K 2 O; Cu 2 O; LiOH; HBrO; Al(OH) 3 ; B 2 O 3 ; CO 2 ; SO 3 ; Al 2 (CO 3 ) 3 ; N 2 O 5 ; CaO; Al 2 O 3 ; H 2 CO 3 ; HNO 2 ; HNO 3 ; HCrO 2 ; MgO; K 2 Cr 2 O 7 ; CaCrO 4 ; HBrO 2 ; HBrO 4 ; H 2 MnO 4 ; HMnO 4 ; K 2 SO 4 ; CuOH; MgSO 3 ; Fe 2 O 3 ; CaHPO 4 ; Fe(HSiO 3 ) 2 ; SO 2 Esercizi

18 Scrivere la formula chimica dei seguenti composti e lo stato di ossidazione del metallo e/o del non-metallo Esercizi Idrogenomanganato rameico; fluoruro di litio; bromuro ferroso; fosfato di calcio; solfato di potassio; anidride carbonica; idrossido ferroso; solfito ferrico; fosfato acido di alluminio; bicarbonato di cadmio; fosfito di zinco; anidride fosforosa; anidride fosforica; cloruro di cobalto; ammoniaca; carbonato di cobalto; permanganato di sodio; perclorato di nichel.

19 Le Soluzioni Sistema omogeneo che contiene due o più sostanze solventesoluto La densità è la massa dellunità di volume della soluzione H 2 O d = 1 g/cm 3 Una soluzione acquosa di HBr al 48.5% ha una densità di g/cm 3 Una soluzione di acido solforico al 96.4% ha una densità di g/cm 3

20 È la quantità massima di sostanza che può sciogliersi in un dato solvente. La solubilità è generalmente espressa in moli/L o in g/L. Composti solubili Composti solubilis > 10 g /L Composti insolubili Composti insolubili s < 1 g /L Le Soluzioni Solubilità e Miscibilità Solvente + SolutoSoluzione SATURASoluzione INSATURA Quando soluto e solvente sono liquidi, si parla di MISCIBILITÀ

21 Le Soluzioni Fattori che influenzano la solubilità Il simile scioglie il suo simile Solvente Covalente Polare o Ionico: CH 3 OH, H 2 O, etc. Soluti Covalenti Polari o Ionici: Acidi, Sali, etc. Solvente Covalente Apolare: CHCl 3, Idrocarburi, etc. Soluti Covalenti Apolari: Composti organici Forze Intermolecolari Solvente Forze Intermolecolari Soluto (Energia Reticolare) Calore di Solvatazione Calore di Solubilizzazione Endotermica Esotermica Fattori Entalpici Fattori Entropici Perdita ordine molecolare del Soluto e del Solvente Formazione legami intermolecolari Soluto-Solvente G = H-T S Entropia di Solubilizzazione

22 Composti solubili Composti solubilis > 0.1 mol/L Composti insolubili Composti insolubili s < 0.1 mol/L NaCl (s) Na + (aq) + Cl - (aq) Pb(NO 3 ) 2(s) Pb 2+ (aq) + 2 NO 3 - (aq) BaCO 3(s) Ba 2+ (aq) + CO 3 2- (aq) Pb(OH) 2(s) Pb 2+ (aq) + 2 OH - (aq) Le Soluzioni Solubilità degli elettroliti NO 3 - Cl - SO 4 2- CO 3 2- OH - S 2- Elettroliti Forti: sono completamente dissociati in H 2 O Elettroliti Deboli: sono parzialmente dissociati in H 2 O Quando si indica la concentrazione della soluzione si fa riferimento alla Concentrazione Analitica

23 Reazioni e relazioni ponderali

24 In soluzione acquosa, si verificherà una reazione chimica fra due o più elettroliti se le combinazioni degli ioni che da essi derivano formano: un sale insolubile un elettrolita debole un gas Quando è possibile prevedere una reazione chimica fra due o più specie ? Le reazioni possono essere: 1 – di precipitazione 2 – acido-base 3 – di metatesi 4 - di ossidoriduzione (redox) fra un ossidante ed un riducente Reazioni in soluzione acquosa

25 Solubilità dei composti chimici Sono solubili: 1.I sali dei metalli alcalini e dello ione ammonio (NH 4 + ). 2.I nitriti, nitrati, clorati, perclorati ed acetati. (L'acetato di Ag + ed il perclorato di K + sono moderatamente solubili). 3.Gli alogenuri, con eccezione dei sali di Pb 2+, Ag + ed Hg 2 2+ ; PbCl 2 é debolmente solubile. 4.I solfati;i solfati di Ca 2+ ed Ag + sono moderatamente solubili;i solfati di Sr 2+, Ba 2+, Pb 2+,ed Hg 2 2+ sono insolubili. Sono insolubili (Eccetto i sali del precedente punto 1): 1.I carbonati, cromati e fosfati. 2.I solfuri; tranne i sali dei metalli alcalini e alcalino-terrosi. 3.Gli idrossidi sono generalmente insolubili eccetto quelli dei metalli alcalini che sono solubili. Gli idrossidi di Ca 2+, Sr 2+ e Ba 2+ sono moderatamente solubili. 4.Tutti gli ossidi dei metalli eccetto quelli dei metalli di alcalini e di Ca 2+, Sr 2+ e Ba 2+ sono insolubili. Gli ossidi dei metalli, quando si sciolgono, reagiscono con l'acqua per formare idrossidi, per esempio: CaO + H 2 O Ca OH -

26 Elettroliti forti: Acidi forti es. HCl, HBr, HI, HNO 3, H 2 SO 4, HClO 4. Basi forti es. gli idrossidi alcalini ed alcalino terrosi. Sali la maggior parte dei sali inorganici ed organici. Elettroliti deboli La grande maggioranza di acidi e basi inorganici ed organici. Gli alogenuri e i cianuri di metalli pesanti, per es. Pb ed Hg, sono spesso elettroliti deboli Non-elettroliti H 2 O La grande maggioranza dei composti organici. Elettroliti

27 Sviluppo di gas CO 2 CO H + H 2 CO 3 CO 2(g) + H 2 O Carbonati, bicarbonati H 2 SS H + H 2 S (g) Solfuri, purché non estremamente insolubili SO 2 SO H + H 2 SO 3 SO 2(g) + H 2 O Solfiti, bisolfiti NO, NO 2 2NO H + 2HNO 2 H 2 O + NO (g) + NO 2(g) Nitriti colore bruno 3HNO 2 H 2 O + 2NO (g) + HNO 3 (aq) NH 3 NH OH - NH 3(g) + H 2 O Sali di ammonio

28 Gas poco solubili:N 2 (0.015)H 2 (0.018) CO (0.023)O 2 (0.031) Gas abbastanza solubiliCO 2 (0.88)Cl 2 (2.0) H 2 S (2.58) Gas molto solubili:SO 2 (39.4)HCl (475) NH 3 (700) Gas in soluzione acquosa SOLUBILITÁ IN ACQUA DEI GAS PIÚ COMUNI (Litri di gas/litro di H 2 O) a 20°C

29 CuCl 2(aq) + NaOH (aq) Cu Cl - + Na + + OH - Cu(OH) 2 idrossido insolubile 1) Dissociazione elettrolitica 2) Individuazione prodotto insolubile 3) Individuazione ioni spettatori Na +, Cl - 4) Bilanciamento di massa e carica Cu OH - Cu(OH) 2 Reazioni in soluzione acquosa

30 Formazione di un sale insolubile

31 NH 4 NO 3(aq) + NaCl (aq) NH NO Na + + Cl - Nessuno ! 1) Dissociazione elettrolitica 2) Individuazione prodotto insolubile Le possibile combinazioni (NH 4 NO 3, NH 4 Cl, NaNO 3, NaCl) non corrispondono a composti insolubili, ad elettroliti deboli, non sviluppano gas Le possibile combinazioni (NH 4 NO 3, NH 4 Cl, NaNO 3, NaCl) non corrispondono a composti insolubili, ad elettroliti deboli, non sviluppano gas Reazioni in soluzione acquosa

32 HCl (aq) + CH 3 COOK (aq) H + + Cl - + CH 3 COO - + K + CH 3 COOH 1) Dissociazione elettrolitica 2) Individuazione elettrolita debole 3) Individuazione ioni spettatori K +, Cl - 4) Bilanciamento di massa e carica H + + CH 3 COO - CH 3 COOH Reazioni in soluzione acquosa

33 HCl (aq) + NaOH (aq) H + + Cl - + Na + + OH - H2OH2O 1) Dissociazione elettrolitica 2) Individuazione elettrolita debole 3) Individuazione ioni spettatori Na +, Cl - 4) Bilanciamento di massa e carica H + + OH - H 2 O Reazioni in soluzione acquosa

34 Na 2 CO 3(aq) + HCl (aq) 2 Na + + CO H + + Cl - H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O 1) Dissociazione elettrolitica 2) Formazione di un gas 3) Individuazione ioni spettatori Na +, Cl - 4) Bilanciamento di massa e carica CO H + CO 2 + H 2 O Reazioni in soluzione acquosa

35 CaCO 3(aq) + HCl (aq) NaOH (aq) + HCl (aq) CH 3 COONa (aq) + NaOH (aq) CH 3 COONa (aq) + HCl (aq) NH 4 Cl (aq) + NaOH (aq) KCl (aq) + HNO 3(aq) HCl (aq) + KNO 3(aq) Na 2 S (aq) + HCl (aq) Na 2 CO 3(aq) + BaCl 2(aq) Na 3 PO 4(aq) + NiCl 2(aq) Reazioni in soluzione acquosa

36 CoCl 2(aq) + AgNO 3(aq) CuSO 4(aq) + BaCl 2(aq) FeCl 3(aq) + NaOH (aq) Na 2 CO 3(aq) + CuSO 4(aq) CoCl 2(aq) + NaOH (aq) KI (aq) + Pb(NO 3 ) 2(aq) KI (aq) + AgNO 3(aq) Reazioni in soluzione acquosa


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