SI NO Il metodo scientifico La chimica è una scienza sperimentale in cui l’avanzamento della conoscenza si basa su fatti sperimentali riproducibili e interpretabili: come procedere? macroscopico (osservo e lavoro) microscopico (penso) simbolico (rappresento) Formulo una teoria Il metodo scientifico Osservo un fenomeno (condizioni controllate e riproducibili) SI NO I risultati confermano l’ipotesi Formulo una nuova ipotesi Misuro una o più grandezze Formulo un’ipotesi Verifico con altri esperimenti Registro i dati «nessuna quantità di esperimenti potrà dimostrare che ho ragione; un unico esperimento potrà dimostrare che ho sbagliato»

Dato sperimentale: la misura MISURARE una GRANDEZZA significa confrontare quella grandezza con un'altra di riferimento, ad essa omogenea, detta unità di misura. Dato sperimentale: la misura Valore Dimensione Unità di Misura SI (1960) Sensibilità (cifre significative) Fondamentali dipende dallo strumento di misura Derivate Accuratezza (valor medio/valor vero) e Precisione (riproducibilità) Errore sistematico (incide su accuratezza) casuale (incide su precisione) (dipendono dal metodo e dall’operatore)

Cifre significative Elaborazione dei dati

Legge della conservazione delle masse (Lavoisier) Un po’ di storia… Esperimenti sulla fermentazione del vino Legge della conservazione delle masse (Lavoisier) 50 g Cu + 25 g S = 75 g CuS 50 g Cu + 25 g S = 75 g CuS 50 g Cu + 50 g S = 75 g CuS + 25 g S Legge delle proporzioni definite (Proust) N(cost) O NO 14 g 16 g 16/8=2 NO2 14 g 32 g 32/8=4 N2O 14 g 8 g 8/8=1 N2O3 14 g 24 g 24/8=3 N2O5 14 g 40 g 40/8=5 Legge delle proporzioni multiple (Dalton): Prima teoria atomica (Dalton) materia costituita da particelle indivisibili dette atomi 5. 2. 3. 4. Ma… le masse atomiche? E le formule chimiche?

Da studi sui gas! Legge di combinazione dei volumi P, T Gay-Lussac (1778-1850) Avogadro (1776-1856) Ipotesi di Avogadro: volumi uguali di gas nelle stesse condizioni di P e T contengono lo stesso numero di particelle Ipotesi di Cannizzaro: molecola biatomica dell’idrogeno (H2 ) con massa molecolare 2! Da Vx/ VH2 => rapporti in massa (per ipotesi Avogadro) => massa molecolare gas Masse atomiche riferite alla massa 2 dell’idrogeno! OGGI: amu (atomic mass unity) o Da (Dalton) 1 amu = 12ma parte della massa di un atomo di 12C 1 atomo di 12C pesa 1,992x10-26 kg => 1 amu pesa 1,660x10-27 kg Cannizzaro (1826-1910)

Determinazione delle masse atomiche In amu si esprime: la massa degli atomi come Massa Atomica relativa la massa delle molecole come Massa Molecolare relativa la massa dei composti ionici come Massa Formale relativa la massa delle particelle subatomiche Dato un elemento Isotopi Abbondanza isotopica Determinazione delle masse atomiche e molecolari: la spettrometria di massa Massa Atomica media 6C ha 15 isotopi, ma solo 3 sono naturali: 12C (98,93%) 13C (1,07%) 14C radioattivo (emivita 5700 anni) 1H ha 3 isotopi naturali: 1H 2H 3H radioattivo (emivita 12,32 anni)

!!! m (g) : M (g mol-1) = n (mol) la mole: macroscopico (osservo e lavoro) microscopico (penso) simbolico (rappresento) 1 atomo di 12C pesa 1,992x10-26 kg 0,012 kg di 12C / 1,992x10-26 kg/atomo = 6,02x1023 atomi 12 g di 12C contengono 6,02x1023 atomi = numero di Avogadro la mole: è il tramite tra il microscopico e il macroscopico! Posso pesare gli atomi e le molecole! m (g) : M (g mol-1) = n (mol) !!!

Massa atomica/molecolare/ CoCl2 2 H2O grafite (C) K2Cr2O7 KMnO4 CoCl2 6 H2O Massa atomica/molecolare/ formale (amu) Massa molare (g mol-1) NaCl Antimonio (Sb) CuSO4 5 H2O rame (Cu) 342 g saccarosio 46 g etanolo 63.546 amu 180 g glucosio 18 g acqua 32.066 amu 24.305 amu 118.71 amu 278 g FeSO4 7H2O 58 g NaCl 78 g Na2O2 100 g CaCO3 28.086 amu

STECHIOMETRIA: mole Reazione chimica Equazione chimica Studio sistematico QUANTITATIVO delle trasformazioni chimiche mole Reazione chimica Equazione chimica

Legge della conservazione delle masse Eq. non bilanciata Bilanciamento delle masse Coefficienti stechiometrici Eq. bilanciata!

Qual è il reagente limitante? Cosa succede se i reagenti non sono presenti nei corretti rapporti stechiometrici? 2 H2 + O2 = 2 H2O 2:1:2 Reagente limitante! 2 5 1 Qual è il reagente limitante? Prodotto 1 1 Reagenti