Chimica copia

CHIMICA… • • • •

Fenomeni chimici e fisici, miscugli e soluzioni, struttura dell'atomo, la tavola periodica degli elementi,

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la legge degli orbitali, i legami, le reazioni chimiche, legge di Lavoisier e legge di Proust, le reazioni dell'ossigeno con metalli e non metalli, acidi, basi, sali, ph.

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Fenomeni chimici e fisici…

§ Fenomeni chimici I fenomeni di questo tipo, quando si ha una trasformazione della materia, in cui non posso ottenere la stessa struttura molecolare interna, sono detti: fenomeni chimici

• Fenomeni fisici

I fenomeni di questo tipo, in cui non si ha una trasformazione della materia, ma cambia solo lo stato di aggregazione, grazie ai passaggi di stato, sono detti: fenomeni fisici

‌ I fenomeni chimici e i fenomeni fisici avvengono continuamente nel mondo che ti circonda in te stesso. Pensa ad esempio che tutte le funzioni della vita vegetale e animale, come la fotosintesi, la respirazione, la digestione, il movimento avvengono grazie a reazioni chimiche e a reazioni fisiche.

Miscuglio e soluzioni Molto spesso le sostanze si trovano in natura mescolate le una con le altre a formare un miscuglio

Il terreno è un miscuglio di sostanze minerali e organiche solide.

L’aria è un particolare miscuglio di sostanze gassose come l’azoto, l’ossigeno, l’anidride carbonica e altre.

Miscuglio… § Il miscuglio possiede le proprietà delle sostanze che lo formano; queste infatti, pur mescolate, mantengono le loro caratteristiche, sono riconoscibili e si possono facilmente separare usando semplici procedimenti di tipo fisico. Cosi ad esempio, i componenti del miscuglio ferro-zolfo si possono separare usando una calamita o immergendo tutto in acqua.

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Acqua gassata

Acqua e olio

Smog

Esistono altri tipi di miscugli, ad esempio i miscugli di solidi in liquidi (terriccio in acqua), di solidi in gas (particelle di fuliggine nell’aria, smog), di gas in liquidi (bollicine di anidride carbonica nelle bibite), di solidi liquidi (acqua e olio). In tutti i casi per separare un miscuglio occorre sfruttare le diverse caratteristiche dei componenti.

Soluzioni § Se aggiungi a un bicchiere d’acqua un cucchiaino di sale e, mescoli accuratamente sino a quando il sale non si vede più, ottieni una soluzione; il sale sciolto nell’acqua non è comunque «sparito», è sempre presente e te ne puoi accorgere con un assaggio. Le soluzioni sono dei miscugli particolari in cui le particelle delle sostanze componenti non si possono più distinguere ne con la lente d’ingrandimento, ne con un normale microscopio.

SOLUZIONE § Le due sostanze che formano una soluzione prendono nome di solvente e soluto. Nel caso della soluzione di acqua e sale, l’acqua è il solvente e il sale il soluto.

Per separare i due componenti… § Per separare l’acqua dal sale devi ricorrere ai passaggi di stato: devi «allontanare» l’acqua facendola evaporare attraverso la bollitura, sul fondo del recipiente resterà il sale. Per ottenere anche l’acqua dovrai raccogliere il vapore che si forma su un coperchio freddo dove avverrà la condensazione in tante goccioline. Questo sistema però è un po’ impreciso; per ottenere risultati migliori si può ricorrere alla distillazione.

DISTILLAZIONE 2. Il vapore acqueo sale nel tubicino

1. All’interno della beuta la soluzione viene portata all’ebollizione.

ALAMBICCO

3. Il vapore acqueo si raffredda e si condensa

5. Quando tutta l’acqua è evaporata sul fondo della beuta resta il sale

L'alambicco è un apparecchio di distillazione consistente in una caldaia collegata, mediante un tubo, ad una serpentina di raffreddamento, al fondo del quale si raccoglie il distillato.

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Una soluzione si dice L'aggiunta di ulteriore solvente a CONCENTRATA quando i soluti sono presenti in una soluzione già quantità elevate in esistente soluzione.

Una soluzione è satura quando il soluto ha raggiunto la concentrazione massima quindi non è più possibile sciogliere il soluto nel solvente.

ATOMO… § Tutte le sostanze sono costituite da piccole particelle: gli atomi. Gli atomi sono così piccoli che in una capocchia di spillo ve ne sono 60 miliardi. § Sono stati i greci i primi a pensare che la materia fosse composta di particelle. A loro volta, gli atomi sono costituiti da particelle ancora più piccole: i protoni, i neutroni e gli elettroni. I protoni hanno carica elettrica positiva, gli elettroni negativa e i neutroni non hanno carica.

STRUTTURA DELL'ATOMO § Il cuore di un atomo è formato da un nucleo che è molto piccolo rispetto all'atomo, ma ne contiene quasi tutta la massa. Le particelle che lo compongono sono i protoni e i neutroni. § Il numero dei protoni del nucleo è il numero atomico di un elemento; quello di protoni e dei neutroni insieme indica, invece, il numero di massa. § Gli elettroni, che sono esterni al nucleo, sono numericamente uguali ai protoni, ma hanno una massa molto piccola.

Tavola periodica degli elementi § La tavola periodica degli elementi è lo schema col quale vengono ordinati gli atomi sulla base del loro numero atomico. Ideata dal chimico russo Mendeleev nel 1869, inizialmente contava numerosi spazi vuoti, previsti per gli elementi che sarebbero stati scoperti in futuro, taluni nella seconda metà del 1900.

Dimitri Mendeleev (1834-1907)

http://www.ptable.com/?lang=it

La legge orbitale §

La regola dell'ottetto è una regola formulata nel 1916 da Gilbert Newton Lewis per spiegare in modo approssimato la formazione di legami chimici tra gli atomi, utilizzabile a rigore solo per gli atomi dei gruppi principali (quelli con numerazione romana) della tavola periodica. La regola enuncia che quando un atomo possiede il livello elettronico esterno completo (detto "guscio di valenza"), in genere costituito da otto elettroni, esso è in una condizione di particolare stabilità energetica, e tende a non formare ulteriori legami. Considerato il fatto che tuttavia il primo livello può contenere al massimo due elettroni, sarebbe meglio parlare di "regola dell'ottetto-duetto".

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Tutti gli elementi tendono ad avere una configurazione elettronica stabile, ovvero a divenire non reattivi o comunque poco reattivi. Gli elementi dei primi gruppi della tavola periodica perdono elettroni attraverso un processo denominato ionizzazione assumendo in tal modo la struttura elettronica del gas nobile che li precede; gli elementi del VI e VII gruppo tendono invece ad acquistare elettroni liberando energia detta affinità elettronica e raggiungendo la struttura elettronica del gas nobile che segue.

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I LEGAMI § Hai imparato che gli elementi del gruppo 0, i gas nobili, non reagiscono con nessun altro elemento; nell’ultimo guscio il loro atomo il numero massimo di elettroni quindi si può pensare che siano particolarmente stabili. § Gli atomi di molti elementi tendono a raggiungere la configurazione dei gas nobili, acquistando o cedendo degli elettroni ad altri atomi per formare delle molecole.

LEGAMI § Quindi gli elettroni hanno la capacità di «viaggiare» da un atomo all’altro, possono essere ceduti o acquistati dagli atomi quando questi formano una molecola. La molecola così ottenuta dei due atomi isolati, poiché si stabilisce tra questi una forza attrattiva che si chiama legame chimico

LEGAME IONICO

LEGAME COVALENTE

LE REAZIONI CHIMICHE Una reazione chimica è un processo in cui partendo da alcune sostanze (reagenti) si ottengono sostanze diverse (prodotti).

Un particolare tipo di reazione chimica è la sintesi o combinazione, attraverso la quale, a partire da due o più elementi, si formano i composti.

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Le leggi fondamentali delle reazioni chimiche § Legge di Lavoisier In una reazione chimica, la somma dei pesi delle sostanze che reagiscono è sempre uguale alla somma dei pesi delle sostanze che si ottengono.

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Le leggi fondamentali delle reazioni chimiche § La legge di Proust Gli elementi non si a caso, ma secondo quantità ben definite, seguendo delle precise proporzioni (7g di ferro reagiscono solo con 4g di zolfo, ne più ne meno; se raddoppi il peso del ferro, devi raddoppiare anche quello dello zolfo.

Le ossidazioni Le reazioni dell’ossigeno § Un’ ossidazione è una reazione chimica in cui un elemento o un composto si combina con l’ossigeno. L’ossigeno infatti è molto reattivo e si unisce facilmente sia con i metalli sia con i non metalli.

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OSSIDAZIONI

+METALLO

OSSIDO BASICO Ferro + ossigeno= ossido di ferro

+NON METALLO

OSSIDO ACIDO O ANIDRIDE Carbonio + ossigeno = anidride

ACIDI, BASI E SALI… § ACIDO Gli acidi sono in grado di intaccare sostanze solide compatte, e colorano di rosso il tornasole Gli acidi hanno un caratteristico sapore aspro: il gusto del limone, dell’aceto o della frutta acerba ne sono alcuni esempi.

ACIDI, BASI E SALI §  BASE Anche le basi possono essere aggressive, capaci di intaccare i metalli e di danneggiare i tessuti del nostro organismo.

Le basi sono particolarmente viscide e hanno un sapore amaro, e colorano il tornasole di blu

COME RICONOSCE ACIDI E BASI Per sapere se si è in presenza di una base o di un acido si possono usare degli indicatori, particolari sostanze che hanno la capacità di assumere colori diversi a seconda dei composti con cui si mettono a contatto. Un indicatore comune è il tornasole, con esso vengono impregnate delle apposite cartine che, a contatto con un acido diventano rosse mentre con una base diventano blu.

Misurare l’acidità e la basicità Bere il succo di arancia è lo stesso che bere il succo di limone?

Per misurare l’acidità o la basicità di una sostanza si usa la cosiddetta scala del pH.

Misurare l’acidità e la basicità Gli acidi hanno un valore di pH che va da 0 a 7 (escluso), le basi hanno valori maggiori di 7 fino a 14.

L’acqua è neutra e ha valore 7.