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Chimica e didattica della chimica Atomi, elementi e reazioni Luca Fiorani.

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Presentazione sul tema: "Chimica e didattica della chimica Atomi, elementi e reazioni Luca Fiorani."— Transcript della presentazione:

1 Chimica e didattica della chimica Atomi, elementi e reazioni Luca Fiorani

2 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica La legge delle proporzioni definite di Proust Uno dei dibattiti più accesi nella chimica della fine del XVIII secolo riguardava le regole di combinazione tra gli elementi: ad es., il rapporto tra C e O nel diossido di carbonio è fisso o varia in base alle condizioni in cui si forma? Jeremias Benjamin Richter ( ) studiando le reazioni acido-base scopre che, affinché avvenga la neutralizzazione, è necessario che reagiscano quantità definite e costanti di acidi e basi 2

3 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica La legge delle proporzioni definite di Proust Secondo Claude-Louis Berthollet ( ) sono le circostanze sperimentali a determinare le combinazioni possibili Joseph-Louis Proust ( ) dimostra che Berthollet ha torto enunciando la legge delle proporzioni definite: in un composto, gli elementi sono presenti secondo rapporti in massa definiti e costanti (1799) Proust fornisce un indizio sulla composizione atomica della materia e stabilisce una differenza fondamentale tra composti e miscugli 3

4 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica La legge delle proporzioni multiple e la teoria atomica di Dalton John Dalton ( ) scopre che due elementi si possono combinare secondo proporzioni diverse se formano un composto diverso (come C e O nel formare CO e CO 2 ) 4

5 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica La legge delle proporzioni multiple e la teoria atomica di Dalton Nel 1802 Dalton enuncia la legge delle proporzioni multiple: se un elemento si combina con la stessa massa di un altro elemento, le masse del primo stanno tra loro secondo rapporti esprimibili con numeri piccoli e interi (il C necessario per formare CO è il doppio di quello necessario per formare CO 2, a parità di O) La teoria atomica spiega la legge delle proporzioni definite e la legge delle proporzioni multiple 5

6 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica La legge delle proporzioni multiple e la teoria atomica di Dalton Dalton espone la sua teoria atomica nellopera "Nuovo sistema di filosofia chimica" (1808): 1. la materia è costituita da atomi 2. gli atomi sono indivisibili, non si creano e non si distruggono 3. tutti gli atomi di un elemento sono uguali 4. gli atomi di elementi diversi hanno proprietà diverse 5. nelle reazioni gli atomi si trasferiscono da un composto allaltro (conservazione della massa) I punti 2 e 5 sono oggi superati (in parte) 6

7 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica La legge delle proporzioni multiple e la teoria atomica di Dalton William Hyde Wollaston ( ) e Jöns Jakob Berzelius ( ) forniscono ulteriori prove sperimentali della legge delle proporzioni multiple La teoria atomica di Dalton segna il passaggio definitivo dallalchimia alla chimica: se atomi di elementi diversi hanno proprietà diverse e gli atomi non si creano e non si distruggono è impossibile trasmutare un metallo in oro 7

8 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Un simbolo per gli elementi chimici Lavoisier aveva assegnato un nome agli elementi Dalton usa un simbolo Berzelius propone di utilizzare liniziale (o le prime due lettere, se necessario, come nel caso di C e Cl) Questa convenzione è ancora in uso e permette di scrivere le formule chimiche CO 2 e le reazioni chimiche C + O 2 CO 2 (reagenti prodotti) in cui si conserva la massa 8

9 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Lelettricità e la chimica Nel 1800 William Nicholson ( ) e Anthony Carlisle ( ) scoprono lelettrolisi: facendo passare corrente elettrica nellacqua, in corrispondenza degli elettrodi metallici immersi, si formano O e H (H in volume doppio, quindi la formula dellacqua è H 2 O) Poche settimane prima Alessandro Volta ( ) inventa la pila elettrica sfruttando le reazioni chimiche fra due metalli e una soluzione elettricità reazione chimica Il legame chimico è di natura elettrica? 9

10 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Lelettricità e la chimica 10 Elettroliti Elettrodi Catodo Anodo Ioni Cationi Anioni

11 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica Lelettricità e la chimica Michael Faraday ( ) mette in luce che il legame fra fenomeni elettrici e fenomeni chimici è quantitativo e non solo qualitativo Le due leggi di Faraday (ad es. la prima: la massa di una sostanza prodotta in corrispondenza di un elettrodo durante l'elettrolisi è direttamente proporzionale alla quantità di carica trasferita a quell'elettrodo) suggeriscono lesistenza di "atomi di elettricità", chiamati "elettroni" da George Stoney ( ) 11

12 Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica 12 Fine della lezione…


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