Appunti, riassunti, compiti, esami e problemi di Chimica

Punto 3: Sostanze e Miscele

Le sostanze sono formate da particelle identiche (atomi o molecole).

Classificazione delle sostanze

• Elementi: molecole che non possono essere decomposte in sostanze più semplici.
• Composti: molecole formate da due o più elementi.
• Miscele: costituite da due o più sostanze.

Tipi di miscele

• Omogenee: presentano una composizione uniforme.
• Eterogenee: i componenti sono distinguibili.

Le miscele possono sempre essere separate tramite processi fisici.

Metodi per la separazione delle miscele

• Metodi meccanici:
  • Sedimentazione: lasciare riposare il composto (fanghi con particelle sospese in acqua) finché le particelle non cadono sul fondo, permettendo la separazione degli strati.
  • Decantazione: processo simile alla sedimentazione, utilizzato

Formule Chimiche: Composizione e Rappresentazione delle Sostanze

Una formula chimica esprime la composizione di una sostanza, sia qualitativamente che quantitativamente. Con la formula è espresso non solo il tipo di elementi che formano la sostanza, ma anche le proporzioni in cui tali atomi sono coinvolti nella composizione. In funzione delle informazioni che forniscono, si distinguono la formula empirica, la formula molecolare e la formula di struttura.

Formula Empirica

La formula empirica fornisce informazioni qualitative, ma la quantità è solo relativa. Essa esprime il tipo di elementi che compongono la sostanza, utilizzando il simbolo di ciascuno di essi, e le relative proporzioni in cui gli atomi di questi elementi si sono combinati nella...

Solubilità: Principi e Fattori Chiave

La solubilità di un soluto in un dato solvente, a una determinata temperatura, è la sua concentrazione massima in una soluzione satura.

Fattori che Influenzano la Solubilità di un Sale

• Temperatura: In generale, all'aumentare della temperatura, aumenta anche la solubilità.
• Entropia: Per sostanze molto solubili, l'entropia (disordine) del sistema aumenta notevolmente, e viceversa.
• Dimensione dello ione: Maggiore è la differenza di dimensione tra gli ioni, più il sale è solubile.
• Densità di carica (rapporto tra la carica e la dimensione dello ione): Minore è la densità di carica, maggiore è la solubilità, poiché le molecole del solvente possono rompere più facilmente il legame elettrostatico tra gli

Concetti Fondamentali di Chimica Generale

Definizioni Chiave

• Atomo: Una struttura di base con un nucleo molto piccolo rispetto alla dimensione totale dell'atomo. Nel nucleo ci sono protoni e neutroni. Gli elettroni si muovono intorno.
• Isotopi: Atomi che hanno lo stesso numero di protoni e si differenziano per il numero di neutroni; sono atomi dello stesso elemento chimico.
• Modello di Bohr: Gli elettroni si possono trovare solo ruotando su certi livelli energetici.
• Orbitale: Regione dello spazio in cui vi è un'alta probabilità (oltre il 90%) di trovare l'elettrone.
• Configurazione Elettronica: Come gli elettroni sono distribuiti intorno al nucleo dell'atomo.
• Elettroni di Valenza: Gli elettroni responsabili del comportamento chimico dell'atomo.

Alcheni

Si tratta di idrocarburi a catena aperta caratterizzati da uno o più doppi legami, C=C. Sono definiti come alcani, ma con la desinenza in -ene. In ogni caso, seguire le seguenti regole:

• Viene scelta come catena principale la più lunga che contiene il doppio legame. Con ramificazioni, si considera come catena principale quella che contiene il maggior numero di doppi legami, anche se è più corta delle altre.
• Si inizia a contare dall'estremo più vicino a un doppio legame, con il doppio legame che ha la precedenza sulle catene laterali nella denominazione del carbonio. Si specifica il carbonio che contiene il doppio legame.
• Se vi è più di un doppio legame, si utilizzano le terminazioni -diene, -triene, ecc., precedute dai numeri che

Legami Chimici: Fondamenti e Tipi

Il legame chimico è l'unione tra atomi. Gli atomi sono tenuti insieme da forze di natura elettrostatica. Il legame chimico dipende unicamente dal numero di elettroni presenti nell'ultimo livello energetico di un atomo.

Tipi di Legami Chimici

Legame Covalente

Unione degli atomi attraverso la condivisione di elettroni. Si possono distinguere:

• Sostanze Molecolari

  Insolubili in acqua, con basso punto di fusione (solide, liquide o gassose a temperatura ambiente) e non conducono elettricità.

• Sostanze Atomiche

  Insolubili nella maggior parte dei solventi, non tutte conducono l'elettricità (ad eccezione della grafite), molto dure e con alto punto di fusione.

Legame Ionico

Si forma tra metalli e non-metalli quando gli atomi...

Concetti Fondamentali di Chimica Fisica

Mole (mol)

Unità di quantità di sostanza nel Sistema Internazionale (SI). È la quantità di sostanza che contiene tante entità elementari (atomi, molecole, ioni, elettroni, ecc.) quanti sono gli atomi presenti in 12 grammi dell'isotopo carbonio-12 (¹²C).

Costante di Avogadro (N_A)

Una mole contiene il numero di Avogadro di particelle: N_A = 6,022 × 10²³ mol^-1.

Massa Molare (M)

Massa di una mole di atomi o molecole. Il valore numerico della massa molare, espressa in grammi, coincide con il valore della massa della sua formula espressa in unità di massa atomica (amu).

Volume Molare (V_m)

Volume occupato da una mole di una sostanza a una certa temperatura (la temperatura deve essere dichiarata), sia essa solida,

Classificazione della Materia

• Elementi: sostanze formate da un solo tipo di atomi.
• Composti: sostanze che derivano dal raggruppamento di atomi di elementi diversi.

Bioelementi e Oligoelementi

Gli elementi chimici per la vita, o bioelementi, costituiscono gli esseri viventi. I più abbondanti sono C, H, O, N, Ca, P, Mg, S, Na, K e Cl, che rappresentano oltre il 99% della composizione degli organismi viventi.

Gli oligoelementi sono presenti in bassa percentuale (circa lo 0,1%) ma sono indispensabili per tutti gli esseri viventi, come Zn, Fe, Mn, F, I, Cu e Co.

Il CDR (Consumo Dietetico Raccomandato) rappresenta la quantità di sostanze nutritive che una persona sana dovrebbe assumere mediamente al giorno per mantenere una buona salute.

Atomi Isolati

Cloruri

Cloro (elemento) ha la tendenza a formare l'anione cloruro (Cl−, un atomo di cloro con carica negativa). Questo ione, a sua volta, tende a formare sali con elementi a carica positiva o cationi (Na⁺ sodio, K⁺ potassio, Mg²⁺ magnesio, ecc.). L'ione cloruro è uno dei principali anioni inorganici nelle acque naturali e nelle acque reflue. Il contenuto di cloruri nelle acque è variabile e dipende principalmente dalla natura del terreno attraversato. In genere, il contenuto di ioni cloruro delle acque naturali è inferiore a 50 mg/L. Nell'acqua potabile il sapore salato prodotto dal cloruro è variabile e dipende dalla composizione chimica dell'acqua.

Clorito e clorato

I cloriti e i clorati sono sali derivati dagli acidi ossigenati del cloro....

I Nitrati

I nitrati sono sali derivati dall'acido nitrico. Sono formati dall'unione dell'anione nitrato (NO₃^-) con un metallo. Essi sono meno abbondanti rispetto ad altri composti e sono caratterizzati dalla loro alta solubilità e da una struttura simile ai carbonati. I nitrati rappresentano una parte essenziale dei concimi.

Le piante li convertono nuovamente in composti azotati organici come gli amminoacidi.

• Nitrati inorganici: si formano in natura dalla decomposizione di composti azotati, quali proteine e urea.
• Nitrati organici: sono esteri dell'acido nitrico con alcoli.

Sintesi

I nitrati possono essere ottenuti con metodi diversi:

• Attraverso l'azione dell'acido nitrico su un metallo.
• Per la neutralizzazione di una base con acido nitrico.
• Tramite