chimica - lezione 1
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CHIMICA(FONDAMENTI CHIMICI DELLE TECNOLOGIE)
9 cfu (crediti formativi universitari)
Il corso consiste in lezioni in aula (teoriche e di esercizi) e non sono previste esercitazioni di laboratorio.
Marted 8:30 - 10:30 (aula D)Mercoled 11:30 - 13:30 (aula A)Venerd 8:30 - 11:30 (aula A)
Il docente riceve per colloqui, chiarimenti e spiegazioni tutti i gioved dalle 8:30 alle 12:00
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CHIMICA(FONDAMENTI CHIMICI DELLE TECNOLOGIE)
Capire le propriet e le trasformazioni delle sostanze materiali attraverso il comportamento e le propriet delle molecole.
Scegliere appropriatamente i materiali usati nelle varie tecnologie moderne.
Usare i materiali in maniera tecnologicamente corretta.
Progettare i sistemi considerando le propriet e le compatibilit chimiche delle sostanze materiali usate.
Alla fine del corso lo studente dovrebbe essere in grado di:
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- Struttura molecolare: legami chimici
PROGRAMMA DEL CORSO DI CHIMICA (9 cfu)(Ingegneria Informatica e Ingegneria Elettronica)
Propriet macroscopiche della materia:
- Relazioni energetiche nelle reazioni chimiche
- Elettrochimica
- Cinetica chimica
Propriet microscopiche della materia:
- Relazioni ponderali nelle reazioni chimiche
- Equilibri chimici omogenei ed eterogenei
- Struttura atomica
-
4In che modo studiare?Suggerimenti:- seguire le lezioni - scaricare i file delle presentazioni fatte a lezione- studiare di volta in volta facendo gli esercizi proposti o scaricati- risolvere i dubbi con domande a lezione o in colloqui con il docente- quando necessario, consultare un buon libro di chimica
i file pdf delle proiezioni fatte durante le lezioni sono reperibili (dopo la lezione) sul portale http://www.ing.unipg.it/
TESTI SUGGERITIChimicaKotz - Treichel - Townsend
EDISES
Chimica ModernaOxtoby - Gillis - Campion
EDISES
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ACCERTAMENTO FINALE (detto anche esame):
prova scritta con 15 tra domande ed esercizi colloquio a seguire per lattribuzione del voto finale
Date degli accertamenti: ancora da definire.
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La CHIMICA una scienza sperimentale che si occupa dello studio della composizione, della struttura e delle trasformazioni
della materia
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Osservazione
Misura
Legge empirica
Ipotesi
Modello Matematico
Verifica
Teoria
Cosa una Scienza Sperimentale?
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La Chimica si occupa della struttura e delle trasformazioni delle sostanze materiali.
sostanza materialeomogenea (soluzione)
eterogenea (miscuglio)
composto
elemento
sostanza pura
miscela
-
La materia ha una natura particellare: i composti sono
formati di molecole e queste sono formate da atomi di elementi
Un certo composto chimico formato sempre dagli stessi elementi e nelle
stesse proporzioni(FORMULA CHIMICA)
-
CO2 biossido di carbonio(anidride carbonica)
H2O acqua
NH3 ammoniaca
C6H6 benzene (formula molecolare)formula empirica (o minima)del benzene CH
-
11
ATTENZIONE!Pu accadere che due
molecole abbiano la stessa formula molecolare ma con
diversa struttura (isomeria).
-
12
bolle a 0,4C
bolle a 11,7C
Butano C4H10
normal-butano
iso-butano
-
In una reazione chimica la massa totale si conserva
1 g di Idrogeno + 8 g di Ossigeno = 9 g di Acqua
(la somma delle masse dei reagenti e uguale alla somma delle masse dei prodotti)
3 g di Carbonio + 8 g di Ossigeno = 11 g di Anidride Carbonica
-
Struttura atomica
Elettroni:hanno una massa p rat i camente trascurabile rispetto a quella di protoni e neutroni ed hanno carica negativa. Ruotano intorno al nucleo.
Nucleo:possiede praticamente tutta la massa dellatomo ed formato da protoni (carica positiva) e da neutroni (nessuna carica), che hanno massa molto simile.
-
Numero atomico di un elemento= numero dei protoni nel nucleo
= numero degli elettroni nellatomo neutro
H
Li Be
Na Mg
K Ca
Rb Sr
HfCs Ba
Fr Ra
Sc
Y
La
Ac
Ti
Zr
V
Nb
Ta
Cr
Mo
W
Mn
Tc
Re
Fe
Ru
Os
Co
Rh
Ir
Ni
Pd
Pt
Cu
Ag
Au
Zn
Cd
Hg
12
1
3 4
11
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80
87 88 89 104 105 106 107 108 109
B
Al
Ga
In
Tl
C
Si
Ge
Sn
Pb
N
P
As
Sb
Bi
O
S
Se
Te
Po
F
Cl
Br
I
At
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
2
5 6 7 8 9 10
13 14 15 16 17 18
31 32 33 34 35 36
49 50 51 52 53 54
81 82 83 84 85 86
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103
Dimitry IvanovichMendeleyev(1834 - 1907)
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Unit di massa atomica
1/12 della massa di 12C
1 u.m.a. = 1,66110-27 kg
-
H 1,008He 4,003Li 6,941Be 9,012B 10,811C 12,011N 14,007O 15,999F 18,998Ne 20,180
Na 22,990Mg 24,305Al 26,981Si 28,086 P 30,974S 32,066Cl 35,453Ar 39,948K 39,098
Alcune masse atomiche in u.m.a.(pesi atomici)
-
Massa molecolare (peso molecolare) = somma delle masse atomiche della molecola
H2SO4: massa molecolare =
21,008 + 32,066 + 415,999 = 98,078
Esempi:
C6H12O6: massa molecolare =
612,011 + 121,008 + 615,999 = 180,156
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N il rapporto tra 1 grammo e 1 uma. N = 6,0221023 (Numero di Avogadro)
N particelle (atomi, molecole, etc.) = 1 mole
2N atomi di magnesio + N molecola di ossigeno = 2N molecole di ossido di magnesio
magnesio + ossigeno ossido di magnesio2 Mg(s) + O2(g) 2 MgO(s)
2 atomi di magnesio + 1 molecola di ossigeno = 2 molecole di ossido di magnesio
48,60 uma + 32,00 uma = 80,60 uma
-
Una mole di particelle = un numero di Avogadro di particelle
1,0 mol di atomi di carbonio
6,0221023 atomi di carbonio
=
1,0 mol di molecole di ossigeno, O2
6,0221023 molecole di ossigeno
=
1,0 mol di elettroni
6,0221023 elettroni
=
-
massa atomica degli atomi di carbonio = 12,011 u.m.a1,0 mol di
atomi di carbonio6,0221023
atomi di carbonio= 12,011 g
di carbonio=
massa molecolare delle molecole O2 = 31,998 u.m.a1,0 mol di molecole O2
6,0221023 molecole O2
= 31,998 g di O2
=
-
massa molecolare delle molecole H2O = 18,015 u.m.a
1,0 mol di molecole H2O
18,015 g di H2O
=
100,0 g di H2O mol di H2O=100,018,015
5,551 mol di H2O=
3,5 mol di H2O (3,5x18,015) g di H2O= 63,053 g di H2O=
-
Stati daggregazione della materia
SOLIDO:Forma e volume
propri.
LIQUIDO:Forma del
recipiente in cui contenuto, ma volume proprio.
GASSOSO:Forma e volume del recipiente in cui contenuto.
Parametri di stato Volume: in m3, oppure (non ufficialmente) in L Massa: in kg, oppure in mol Pressione: in N m-2 = Pa, oppure in atm Temperatura: in K, oppure (non ufficialmente) in C
Ricerca di una funzione di statof=f(parametri fisici)
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MISURA DELLA TEMPERATURA
scala Fahrenheit:[Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) ha inventato il termometro ad alcool (1709) e quello a mercurio (1714)]lo zero, 0F, e fissato dalla temperatura di una miscela di acqua, ghiaccio e sale da cucina (circa -17,8C), mentre alla temperatura media del sangue si da il valore di circa 96F (35,6C).
scala Celsius:[Anders Celsius, 1701-1744]lo zero fissato dalla temperatura di fusione del ghiaccio, mentre la temperatura di ebollizione dellacqua 100.
C = 5/9 (F-32)F = (9/5 x C) + 32
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