Chimica Generale ed Inorganica Prof. Giancarlo Morelli.

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1 Chimica Generale ed Inorganica Prof. Giancarlo Morelli

2 Informazioni Sito web www.docenti.unina.it/giancarlo.morelli Indirizzo di posta elettronica: gmorelli@unina.itgmorelli@unina.it

3 La Chimica La chimica è la scienza che descrive la materia, le sue proprietà e le trasformazioni che essa subisce, e le variazioni energetiche associate ai processi. La chimica è la scienza che descrive la materia, le sue proprietà e le trasformazioni che essa subisce, e le variazioni energetiche associate ai processi. Il termine chimica viene da alchimia Il termine chimica viene da alchimia

4 Etimologia di Chimica Il termine alchimia deriva dall‘arabo al-kimiya ( المياء o اليمياء ), che è probabilmente composto dall'articolo al- e la parola greca khymeia (χυμεία) che significa "fondere", "colare insieme", “ Il termine alchimia deriva dall‘arabo al-kimiya ( المياء o اليمياء ), che è probabilmente composto dall'articolo al- e la parola greca khymeia (χυμεία) che significa "fondere", "colare insieme", “ Un'altra etimologia collega la parola con Al Kemi, che significa "l'arte egizia", dato che gli antichi egizi chiamavano la loro terra Kemi Un'altra etimologia collega la parola con Al Kemi, che significa "l'arte egizia", dato che gli antichi egizi chiamavano la loro terra Kemi Il vocabolo potrebbe anche derivare da kim-iya, termine cinese che significa "succo per fare l'oro". Il vocabolo potrebbe anche derivare da kim-iya, termine cinese che significa "succo per fare l'oro".

5 Metodo Scientifico Per eseguire osservazioni scientifiche che abbiano carattere di verità universale, è necessario applicare le seguenti regole: 1. 1. osservare e descrivere un dato fenomeno 2. 2. formulare un'ipotesi che lo possa spiegare 3. 3. prevedere una o più conseguenze dipendenti da quest'ipotesi 4. 4. verificare in modo sperimentale le conseguenze 5. 5. concludere (valutare): confermare o confutare l'ipotesi iniziale Quando le conseguenze confermano le ipotesi, si parla di oggettività delle osservazioni e si costruisce una legge; da un insieme di leggi, si costruisce una teoria.

6 Analisi di un campione Materia Eterogenea Materia omogenea Separabile fisicamente Sostanze pure Miscela di sostanze Composti Separabile fisicamente Separabile chimicamente Elementi Combinabili chimicamente

7 Separazioni fisiche Le separazioni fisiche sfruttano le diverse proprietà fisiche delle sostanze

8 Proprietà fisiche CCCColore MMMMassa DDDDensità FFFFase TTTTemperatura di fusione TTTTemperatura di evaporazione CCCCalore specifico CCCConducibilità elettrica e calore MMMMalleabilità DDDDuttilità

9 Le Unità del Sistema (SI) Grandezza fisica (Simbolo della grandezza) Nome dell'unità SI (Simbolo dell'unità SI ) Grandezza fisica (Simbolo della grandezza) Nome dell'unità SI (Simbolo dell'unità SI ) Lunghezza (l) metro m Lunghezza (l) metro m Lunghezzametro Lunghezzametro massa (m) chilogrammo kg massa (m) chilogrammo kg massachilogrammo massachilogrammo intervallo di tempo (t) secondo s intervallo di tempo (t) secondo s intervallo di temposecondo intervallo di temposecondo Intensità di corrente (I, i) ampere A Intensità di corrente (I, i) ampere A Intensità di correnteampere Intensità di correnteampere temperatura assoluta (T) kelvin K temperatura assoluta (T) kelvin K temperatura assolutakelvin temperatura assolutakelvin quantità di sostanza (n) mole mol quantità di sostanza (n) mole mol quantità di sostanzamole quantità di sostanzamole intensità luminosa (I v ) candelacd intensità luminosa (I v ) candelacd intensità luminosa candela intensità luminosa candela

10 Separazioni di sistemi eterogenei

11 Filtrazione Si basa sulla diversa fase nelle quali si trovano i componenti della miscela

12 Separazione per diversa densità Separazione per diversa densità Si basa sulla diversa densità delle fasi nelle quali si trovano i componenti della miscela

13 Separazione miscela omogenea trasformando in miscela eterogenea Separazione miscela omogenea trasformando in miscela eterogenea Si basa sulla trasfomazione di una miscela omogenea in eterogenea: Ad esempio Cristallizzazione

14 Distillazione Separazione di un sistema omogeneo Distillazione Si basa sul diverso punto di ebollizione dei componenti di una miscela

15 Distillazione Separazione di un sistema omogeneo Distillazione Torre di distillazione

16 Separazione di un sistema omogeneo Cromatografia Fronte del solvente Macchia del campione Linea con punti di deposito Miscela di A + B + C B2B2 B1B1 B3B3 Linea di immersione della lastra nel solvente

17 Sostanza e Elemento Sostanza: Ammontare di materia che possiede proprietà chimiche e fisiche ben definite, ad esempio: punto di fusione e densità (in certe condizioni), solubilità (in certi solventi) Sostanza: Ammontare di materia che possiede proprietà chimiche e fisiche ben definite, ad esempio: punto di fusione e densità (in certe condizioni), solubilità (in certi solventi) Elemento: Un elemento chimico è una sostanza pura costituita da un unico tipo di unità fondamentali, quelli che lo caratterizzano. Elemento: Un elemento chimico è una sostanza pura costituita da un unico tipo di unità fondamentali, quelli che lo caratterizzano.

18 Legge della Conservazione della massa La somma delle masse delle sostanze reagenti è uguale alla somma dei prodotti Antoine Laurent Lavoisier 1743-1794

19 Esperimento di Lavoisier Fase 1 Fase 1 Il mercurio [Hg] venne introdotto nella storta il cui lungo collo "pesca" nella campana di vetro piena d'aria e isolata dall'esterno. Dopo un lungo riscaldamento (dodici giorni!), Lavoisier osservò la presenza di una polvere rossa nella storta pari a 45 grani e trovò che il volume di aria, presente nella campana di vetro, era diminuito di 8.9 pollici cubici, pari ad un sesto del volume di partenza. Lo schema della reazione di calcinazione del mercurio è il seguente: mercurio + aria ossido di mercurio

20 Esperimento di Lavoisier Fase 2 Fase 2 Nella seconda fase la polvere rossa venne pesata, rimessa in una storta e riscaldata energeticamente. Dopo un po' di tempo Lavoisier osservò la formazione di mercurio metallico e contemporaneamente una produzione di "aria", che andava esattamente a bilanciare la quantità consumata nella reazione precedente. Inoltre determino' che l'ossido di mercurio aveva una massa superiore al mercurio di partenza e la differenza era di un dodicesimo rispetto alla massa delmercurio di partenza. Lo schema di questa reazione e' il seguente: ossido di mercurio mercurio + aria ossido di mercurio mercurio + aria

21 Legge di Proust o delle proporzioni definite “Un composto chimico è formato da elementi sempre nella stessa proporzione in peso, indipendentemente da come sia stato sintetizzato”

22 Legge delle proporzioni multiple Quando due elementi formano due composti diversi, il rapporto fra le masse in un composto rispetto al rapporto fra le masse nell’altro è un numero piccolo intero

23 Teoria atomica Dividere un corpo significa separare gli esseri semplici, gli ‘atomi’che lo compongono; essi sono eterni, intrasformabili,indivisibili,impenetra bili. Gli atomi muovendosi in tutte le direzioni, possono urtarsi e rimbalzare mutando velocità; gli urti avvenuti di striscio originano i vortici che a loro volta sono capaci di generare corpie mondi”.………… “Secondo le convenzioni vi è un dolce ed un amaro, un caldo ed un freddo, e secondo le convenzioni vi è un ordine. In verità vi sono atomi e vuoto. Dal Rerum Natura di Lucrezio Democrito di Abdera

24 Teoria Atomica di Dalton La materia è formata da particelle indivisibili e indistruttibili, gli atomi. La materia è formata da particelle indivisibili e indistruttibili, gli atomi. Gli elementi sono sostanze pure formati da atomi tutti uguali e con la stessa massa. Gli elementi sono sostanze pure formati da atomi tutti uguali e con la stessa massa. Atomi di elementi diversi (idrogeno, ossigeno, carbonio,...) hanno diverse proprietà e hanno masse diverse. Atomi di elementi diversi (idrogeno, ossigeno, carbonio,...) hanno diverse proprietà e hanno masse diverse. I composti sono sostanze formate dall'unione di due o più atomi diversi che si combinano secondo un rapporto definito e intero. I composti sono sostanze formate dall'unione di due o più atomi diversi che si combinano secondo un rapporto definito e intero. Gli atomi sono le unità delle trasformazioni chimiche. Gli atomi sono le unità delle trasformazioni chimiche.

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