CHIMICA
I fenomeni chimici si hanno quando la materia subisce una trasformazione.
I fenomeni fisici si hanno quando non si trasforma la materia ma cambia ad esempio la forma o la posizione.
Il miscuglio consiste nell'unione di sostanze diverse che comunque mantengono le loro caratteristiche e quindi sono sempre riconoscibili e facilmente separabili sfruttando le diverse caratteristiche dei componenti.
Esistono miscugli di: - solidi in liquidi: terra nell'acqua - gas in liquidi: acqua gassata - solidi in gas: smog - solo liquidi: olio e acqua.
Le soluzioni sono dei miscugli particolari in cui le sostanze che le formano, chiamate solvente e soluto, non sono più distinguibili a occhio nudo e per dividerli si deve ricorrere a procedimenti come ad esempio di passaggio di stato come avviene per recuperare l'acqua alla quale è stato messo dello zucchero.
Esistono soluzioni di: ●
Solido in liquido: acqua e sale
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Tra liquidi: vino
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Tra solidi (leghe): bronzo.
La concentrazione, e s p r e s s a c o n u n a percentuale o con un rapporto, di un soluto in un solvente ne cambia le caratteristiche e per questo si parla di soluzione satura quando ha contenuta la maggior quantità di soluto e aggiungendone altro questo si deposita sul fondo. Inoltre si dice concentrata quando è vicina alla saturazione e diluita se ne è lontana.
ATOMO
Il primo ad introdurre il termine di atomo fu il filosofo greco Democrito, 2500 anni fa. L'atomo costituisce tutta la materia ed è composto da: protoni, elettroni e neutroni.
I protoni e i neutroni formano il nucleo e hanno la stessa massa ma il protone ha una proprietĂ che il neutrone non possiede ossia la carica elettrica positiva. Intorno al nucleo si muovono gli elettroni e hanno una massa piccolissima. Anche gli elettroni hanno una carica elettrica ma negativa. In un atomo gli elettroni e i neutroni sono in numero uguale redendo l'atomo neutro.
Gli atomi non sono tutti uguali tra loro e la loro piccolezza o grandezza dipende dal numero di protoni nel suo nucleo. In natura l'atomo piÚ piccolo ha un solo protone ed è l'idrogeno mentre il piÚ grande 92 ed è l'uranio. Si dice pertanto che questi atomi hanno un diverso numero atomico ovvero un numero che indica quanti protoni sono presenti nel loro nucleo. Il numero atomico permette di distinguere un atomo da un altro e consente di dare un nome a ciscuno di essi. Il nome di ciascun atomo viene definito elemento chimico.
Ogni elemento chimico è indicato con un simbolo; ogni simbolo è formato dalla prima o dalle prime due lettere del nome dell'atomo. Ci sono poi alcuni elementi il cui simbolo è molto diverso da quello del loro nome perchè ad esempio derivano dal nome latino.
LA TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI
La tavola periodica degli elementi è lo schema con il quale vengono ordinati gli atomi in base al loro numero atomico e vengono disposti in ordine crescente e suddivisi in periodi o gruppi. Fu ideata dal chimico russo Mendeleev nel 1869 e inizialmente si presentava con molti spazi vuoti per gli elementi che sarebbero stati scoperti.
Nell'atomo gli elettroni non si muovono a caso ma all'interno di gusci concentrici, detti orbitali, posti a distanze precise l'uno dall'altro. Anche la quantità di elettroni all'interno di ogni guscio non è messa a caso ma con dei criteri ben precisi: nella prima orbita due elettroni, nella seconda un massimo di otto elettroni e dalla terza in poi il numero aumenta e le cose si complicano. Questo ci fa intuire che elementi con caratteristiche fisico-chimiche simili hanno lo stesso numero di elettroni nell'ultimo guscio e appartengono allo stesso gruppo nella tavola periodica.
Gli atomi hanno la capacità di unirsi tra loro grazie a una forza attrattiva detta legame chimico formando le molecole. Quando un atomo cede uno o piÚ elettroni ad un altro atomo si forma un legame ionico. Quando due atomi completano il loro guscio esterno condividendo alcuni elettroni formano un legame covalente. Il numero dielettroni che un atono cede, acquista o mette in comune quando crea le molecole è detto valenza. Le molecole altro non sono che la piÚ piccola particella di una sostanza che ne conserva tutte le proprietà . Per indicare le molecole si scrivono i simboli degli atomi che le costituiscono e in basso a destra di ogni simbolo il numero che corrisponde a quanti atomi di un elemento sono presenti in quella molecola.
Un particolare tipo di reazione chimica è la sintesi o la combinazione, attraverso la quale, a partire da due o piÚ elementi si formano nuovi composti. Le reazioni chimiche si rappresentano mediante un particolare tipo di scrittura detta equazione chimica: Fe
+
S
FeS
Nella parte sinistra della scrittura compaiono le sostanze di partenza, i reagenti, e a destra le sostanze che si formano, i prodotti. Nel composto non si riconoscono piÚ i due elementi ma tuttavia non sono distrutti, si sono solo uniti per formare il nuovo composto. Questo è possibile grazie a due leggi fondamentali della chimica che valgono per tutte le reazioni: - la legge di Lavoisier; - la legge di Proust.
La legge di Lavoisier nota anche come legge di conservazione della massa afferma che nel corso di una reazione chimica la somma delle masse dei reagenti è uguale alla somma delle masse dei prodotti. In altre parole, nel corso di una reazione chimica la materia non si crea e non si distrugge. Nella sua attività laboratoriale Lavoisier condusse una serie di esperimenti sulle reazioni chimiche ponendo l'attenzione sugli aspetti quantitativi delle stesse. In particolare se le reazioni venivono condotte in recipienti chiusi, la massa complessiva durante la reazione rimaneva invariata. Servendosi di una bilancia eseguÏ accurate misure di massa dei reagenti e dei prodotti delle reazioni riuscendo a dimostrare, nel 1789, che la massa totale delle sostanze ottenute dalla reazione chimica era esattamente uguale alla massa totale delle sostanze messe a reagire.
Quando bruciamo un pezzo di legno e osserviamo la piccola quantità di cenere che è stata prodotta, ci viene da pensare che la legge di Lavoisier non sia rispettata. In realtà commettiamo un grosso errore e cioè quello di considerare soltanto la massa dei solidi (legno come reagente e cenere come prodotto) e non delle sostanze gassose messe in gioco durante la reazione. Un'analisi più accurata consente di confermare che, anche in questo caso, la legge di Lavoisier è rispettata poichè la massa dell'aria consumata e quella del legno (reagenti della reazione) sono esattamente uguali alla somma delle masse della cenere e dei gas prodotti durante la reazione di combustione.
Nel 1799 il chimico francese J.L. Proust, rifugiatosi in Spagna durante la Rivoluzione Francese, notò che la composizione della pirite, un minerale molto abbondante in quel paese, era sempre la stessa indipendentemente dal luogo di provenienza. In particolare, trovò che la pirite conteneva ferro e zolfo e che questi due elementi erano presenti secondo un rapporto fisso e costante: per ogni grammo di ferro erano sempre presenti 0,57 grammi di zolfo. Tale composizione era rispettata anche dalla pirite da lui ottenuta in l aboratorio. Proust estese i suoi studi anche ad altri minerali e constatò che tale regolarità di comportamento nei rapporti di combinazione era comune anche anche agli altri minerali. Tali considerazioni lo portarono a formulare la legge delle proporzioni definite (nota anche come legge di Proust) che afferma: in un composto chimico gli elementi che lo costituiscono sono sempre presenti in rapporti di massa costanti e definiti.
Quando un elemento o un composto si combina con l'ossigeno si ottiene una reazione chimica chiamata ossidazione. Quando l'ossigeno si lega con dei metalli si ottengono composti chiamati ossidi basici o ossidi. Quando l'ossigeno si lega con dei non metalli si ottengono composti chiamati ossidi acidi o anidridi.
Una particolare ossidazione è la combustione in cui l'ossigeno si lega al carbonio o a un suo componente. Alcune sostanze che contengono carbonio (legno,carta...) se accese generano energia: queste sostanze vengono chiamate combustibili e l'ossigeno con cui si legano comburente.
Quando l'acqua si lega con un ossido acido si ottiene una reazione chimica che da vita a un acido. Gli acidi sono corrosivi, attaccano i metalli, sono pericolosi o irritanti, alcuni in maniera pi첫 leggera, e quindi pi첫 deboli e altri pi첫 forti. Quando l'acqua si lega con l'ossido basico la reazione chimica che si crea da vita a un composto chiamato base o idrossido. Le basi sono viscide al tatto e amare e alcune, tra la pi첫 forti, sono anche corrosive e pericolose.
Esistono particolari sostanze che a contatto con alcuni composti cambiano il loro colore: si tratta di indicatori che permettono di sapere se si è in presenza di un acido o di una base e anche quanto quel composto è acido o basico in base all'intensità del colore. Se una sostanza non è ne acida ne basica si dice neutra. Il pH (dal latino pondus hydrogenii ovvero potenziale dell'idrogeno) è una scala di misurazione dell'acidità di una soluzione acquosa. Solitamente assume valori compresi tra 0 (acido forte) e 14 (base forte). Al valore intermedio di 7 corrisponde la condizione di neutralità, tipica dell'acqua.
La reazione chimica tra una base e un acido forma i sali che sono sostanze neutre. Il piÚ comune è il sale da cucina ovvero il cloruro di sodio (NaCl) e si estrae per mezzo delle saline in mare.
FINE