LAVOISIER Conservazione della massa nelle reazioni chimiche PROUST Un determinato composto contiene gli elementi in rapporti di peso indipendenti dal modo in cui è stato preparato esempio: H 2 O = 1 g idrogeno : 8 g Ossigeno

DALTON Quando due elementi si combinano per dare diversi composti, le quantità di un elemento che si combinano con una quantità fissa dell’altro stanno fra di loro in rapporti esprimibili mediante numeri interi piccoli Esempio: O e N 14 g di N (azoto) si possono combinare con: 8, 16, 24, 32, 40 g di O (ossigeno)

AVOGADRO Volumi uguali di gas chimicamente differenti contengono lo stesso numero di particelle purchè a pari condizioni di Temperatura e Pressione Esempio: 1 m 3 di H 2 (N molecole di H 2 ) + 1 m 3 di Cl 2 (N molecole di Cl 2 ) 2 m 3 di HCl (2N molecole di HCl) H 2 + Cl 2 = 2 HCl

Le molecole

Isotopi

Le molecole  Gli elementi chimici formano composti combinandosi fra di loro in base alle proprietà degli atomi  Le molecole sono descritte dalle formule

Massa molecolare La massa di una molecola è la somma della massa dei singoli atomi presenti nella molecola Es: massa CO 2 ? Massa C + 2 (massa O)= [ ( )] = uma

La Mole La mole è l’ammontare di sostanza che contiene tante particelle elementari quanti sono gli atomi dell’isotopo del carbonio 12 in 12 grammi Numero di Avogadro Il numero di particelle elementari contenute in una mole sono 6, X 10 23

Massa di una mole La massa molare è definita come rapporto tra la massa e la quantità di sostanza ed è indicata con il simbolo MM. L’unità di misura sarà gmol -1 Numericamente è uguale alla massa molecolare

I numeri sperimentali I numeri relativi a conteggi o fissati per definizione sono NUMERI ESATTI, i numeri che invece sono prodotti da misure sperimentali effettuate in un laboratorio sono NUMERI APPROSSIMATI. La precisione di una misura è indicata dal numero di cifre che la esprimono. Queste rappresentano le cifre significative della misura.

Calcolo delle cifre significative Per calcolare le cifre significative di un numero si calcolo il numero di cifre presenti nel numero. Per quanto riguarda lo zero sono cifre significative solo se si trovano a destra, non lo sono se si sono a sinistra.

Gli zero che servono a definire la posizione della virgola nei numeri decimali, cioè quelli che precedono la prima cifra diversa da zero, non sono significativi. Calcolo delle cifre significative Di Conseguenza !

Calcolo delle cifre significative Quante cifre significative ha ? 2 Quante cifre significative ha ? 5

Calcoli : Somme e Differenze Il risultato di una addizione o di una sottrazione ha lo stesso numero di cifre decimali del termine con il minor numero di cifre decimali. Esempio, il risultato della somma: ( ) = 33.58

Calcoli : Prodotti e rapporti Il risultato di una moltiplicazione o di una divisione avrà un numero di cifre significative uguale a quello del termine espresso con il minor numero di cifre significative. Esempio il risultato del prodotto :  1.58 = Non è corretto !!

Calcoli: Prodotti e rapporti Sarà correttamente espresso come 11.4 (3 cifre significative) in quanto uno dei due fattori ha solo tre cifre significative.

Calcoli: Prodotti e rapporti Il risultato del rapporto : 0.24 / = sarà correttamente espresso come 0.18 ( 2 cifre significative) in quanto il divisore ha solo due cifre significative.

Arrotondamento Se il risultato di un calcolo presenta un numero maggiore di cifre di quelle significative, deve essere arrotondato:

Arrotondamento 1. Incrementando l’ultima cifra significativa se il numero successivo è maggiore di 5. Esempio: il numero verrebbe arrotondato a 7.54 se il numero di cifre significative fosse 3 2. Lasciando inalterata l’ultima cifra se il numero successivo è minore di 5. Esempio: il numero verrebbe arrotondato a 3.62 se il numero di cifre significative fosse di 3;

Arrotondamento Se il 5 segue l’ultima cifra significativa allora si può arrotondare per difetto oppure per eccesso. Esempio: il numero si arrotonderebbe a 4.24 se il numero di cifre significative fosse di 3 (arrotondamento per difetto); oppure a 4.25 se il numero di cifre significative fosse di 3 (arrotondamento per eccesso).

Esercitazione Calcolare la massa molecolare di CO 2. Calcolare quante moli sono presenti in 10.0 g di CO 2.

Esercitazione Calcolare a quanti grammi corrispondono moli di NH 3 (MM = u.m.a.):

Le moli 1) grammi  moli A quante moli corrispondono 10,0 g di C 2 H 5 OH? PM(C 2 H 5 OH) =12,0 x 2 +16,0 + 6 x 1,01= 46,1 u.m.a. Massa molare = 46,1 g/mol

2) Moli  grammi Quanto pesano 0,0654 moli di ZnI 2 ? PM(ZnI 2 )= 65, ,90 x 2= 319,2 u.m.a. Massa molare di ZnI 2 = 319,2 g/mol Peso = 0,0654 mol x 319,2 g/mol= 20,9 g

Numero di molecole per una data massa Quante molecole ci sono in 3,46 g di HCl? PM(HCl)= 1,0 + 35,5=36,5 Numero di molecole = 0,0948 mol x 6,02  molecole/mol = 5,71  molecole

Formula molecolare La formula molecolare definisce il numero di atomi che costituiscono un composto Formula minima La formula minima definisce il rapporto minimo fra gli atomi che costituiscono un composto

Percentuali in peso dalla formula Per un atomo A in una data molecola

Esempio Calcolare le percentuali in peso di C,H ed O in CH 2 O PA(C)= 12,0 PA(H)= 1,01 PA(O)= 16,0 PM(CH 2 O)=12,0 + 2 x 1, ,0 = 30,0 1 mole  30,0 g N.B. % O = 100% -40,0% -6,73%= 53,3%

Problemi: 1)Sapendo che il carbonio costituisce il 40% della massa totale. Quanti grammi di carbonio ci sono in 83,5 g di CH 2 O? 2) Quali sono le percentuali in peso di NH 4 NO 3 ?

Determinazione della formula minima Un composto di azoto ed ossigeno contiene 0,483 g di N e 1,104 g di O. Quale è la formula minima del composto? N O N 0,0345 O 0,0690 ?

Per ottenere i numeri interi più piccoli delle moli degli elementi si divide ciascun numero di moli per il più piccolo tra quelli ottenuti prima N O La formula minima è NO 2 Non è possibile conoscere la formula molecolare che potrebbe essere: NO 2 N 2 O 4 N 3 O 6 ……………..

Un composto è costituito come segue: 17,5 % Na 39,7% Cr 42,8% O Quale è la sua formula minima? % A=gA/gtot Si fa riferimento a 100 g di composto che conterranno 17,5 g di Na, 39,7 g di Cr e 42,8 g di O

Na Cr O più piccolo

Na × 2 = 2,00 × 2 = 7,04 Na 2 Cr 2 O 7 Cr O

Il 2-desossiribosio, uno zucchero costituente il DNA, è costituito solo da carbonio, idrogeno e ossigeno. Un chimico vuole determinare la sua formula minima per combustione ed ottiene una percentuale in massa di carbonio pari al 44,77% di C e pari al 7,52% di H.Quale è la formula minima del 2-desossiribosio? (100-44,77-7,52)=47,71 g di O Si fa riferimento a 100 g di composto che conterranno 44,77 g di C, 7,52 g di H e (100-44,77-7,52)=47,71 g di O

C H O più piccolo

C H O × 4 = 5,00 × 4 = 10,0 × 4 = 4,00 C 5 H 10 O 4

FORMULA MOLECOLARE La formula molecolare di un composto è un multiplo della sua formula minima Formula minima NO 2 Formula molecolare NO 2 N 2 O 4 N 3 O 6 (NO 2 ) n Si ha ovviamente Massa molecolare = n  massa formula minima Se da altre misure è nota la massa molecolare si ha

Se abbiamo individuato la formula minima (ad esempio NO 2 del problema precedente) e conosciamo il peso molecolare del composto (PM: 92,0) possiamo trovare la formula molecolare. E quindi la formula molecolare è (NO 2 ) 2 cioè N 2 O 4

Formula minima Per calcolare la formula minima è necessario conoscere la composizione percentuale degli elementi nel composto Formula molecolare Per calcolare la formula molecolare è necessario conoscere oltre la composizione percentuale degli elementi nel composto anche il peso molecolare del composto

Determinazione delle formule dei composti L’analisi di un composto formato da Cr e Cl ha dato i seguenti risultati percentuali in peso Cr 32,81% Cl 67,19 % Determinare la formula minima 1,75g di un composto formato da ossigeno e bismuto contengono 1,57g di bismuto. Se ne determini la formula minima 150,0 mg di un composto formato da carbonio, idrogeno e ossigeno hanno prodotto 220,0 mg di CO 2 e 90,0 mg di H 2 O. Si determi la formula minima del composto