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Testi
• Burns Fondamenti di Chimica EdiSES
• Bertini Luchinat Mani Chimica Casa Editrice Ambrosiana
• Sabatini Dei Chimica generale ed inorganica Idelson Gnocchi
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Sito web
• http://www.chim1.unifi.it/dida/index.html
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Verifiche programmate
• Fine ottobre: calcoli sulle moli
• Fine novembre: formule di struttura
• Prima delle vacanze: equilibri acido base
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Introduzione 1-3
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Chimica: Origini
• Reazioni di combustione: metallurgia, ceramica
• Saponi e tinture
• Concia delle pelli
• Alchimia
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Verso la Chimica moderna
• Coloranti artificiali
• Fertilizzanti e la sintesi dell’ammoniaca
• Chimica del petrolio
• Chimica farmaceutica
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Alcuni Elementi
Bromo
Mercurio
Rame
Fosforo
Iodio
Cadmio
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Dalton
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STM di GaAs
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Mosche e nuclei
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Materia ed energia
• Materia: tutto ciò che occupa spazio e possiede massa
• Fisica: studia le trasformazioni della materia
• Chimica: studia le trasformazioni associate alle variazioni di legame tra atomi
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Grandezze fisiche
• Misura di una grandezza è data dal rapporto tra la grandezza da misurare e un campione della grandezza scelto come unità di misura
• Grandezze fondamentali e grandezze derivate
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Grandezze fondamentali
• Lunghezza
• Massa
• Tempo
• Temperatura
• Intensità di corrente elettrica
• Intensità luminosa
• Quantità di materia
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Sistema Internazionale SI
Grand. Fond. Unità Simbolo
Lunghezza metro m
Massa chilogrammo kg
Tempo secondo s
Corrente el. ampere A
Temperatura kelvin K
Int. di luminosità candela cd
Quant. di sostanza mole mol
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Prefissi dei multipliNome Simbolo Fatt. molt. n (10n)
Yotta Y 24
Zetta Z 21
Esa E 18
Peta P 15
Tera T 12
Giga G 9
Mega M 6
Chilo k 3
Etto h 2
Deca da 1
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Prefissi dei sottomultipliNome Simbolo Fatt. molt. n (10n)
Yocto y -24
Zepto z -21
Atto a -18
femto f -15
pico p -12
nano n -9
micro μ -6
milli m -3
Centi c -2
Deci d -1
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La scala delle cose
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Un capello?
60.000-120.000 nm
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Un globulo rosso?
2.000- 5.000 nm
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Un atomo?
0.1-0.5 nm
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DNA
2- 12 nm
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ATP sintetasi
10 nm
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http://www.iubmb-nicholson.org/swf/ATPSynthase.swf
• Catalizza la sintesi di ATP da ADP
• Meccanismo complesso con moti concertati delle varie subunità
• Boyer, Walker, Shaw Nobel Chimica 1997
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Alcuni calcoli semplici
• Scrivere in notazione scientifica: 0,000456; 3456789;0,35;
• Calcolare: 3,34x10-3 m quanti millimetri sono? E quanti μ? 1 nm quanti Ångstrøm è? (1 Å= 10-10 m)
• Calcolare: 3,247x10-3 +3,35x10-4; 1,234x10-1 – 1,2345; 2,2x10-4 .5,6x102; 9,456x10-10: 1,1x1012;
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ancora
• Esprimere con prefissi più adatti le unità di misura per esprimere le seguenti quantità: 3,45x10-8 m; 1,66x10-27 kg
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Energia
• La capacità di fornire lavoro
• Energia nucleare
• Energia radiante
• Energia elettrica
• Energia chimica
• Energia meccanica
• Energia termica
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Nucleare
Radiante
Elettrica Chimica
Meccanica Termica
Dal sole
fotosintesi
chemioluminescenzalampade fotovoltaico
Motori el.dinamo
pile
elettrolisi
muscoli
motori
attrito
Reazioni chim. eso
Reazioni chim. endo
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Stati di aggregazione della materia
• Solido
• Liquido
• Gassoso
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GAS
LIQUIDO
SOLIDO
Cristallino
Vetroso
sublimazione
brinamentoEvaporazione, ebollizione condensazione
congelamento
liquefazione
devetrificazione
solidificazionefusione
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Chimica e materia
• Materiali
• Sostanza o sostanza pura: composizione e struttura
• Fase: una porzione di un sistema che presenta identica proprietà
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MATERIA
MISCUGLI
ETEROGENEI
SOSTANZE
COMPOSTI
ELEMENTI
Grossolani
(granito,calcestruzzo, legno)
Dispersi
Sospensioni
(nebbie, fumi)
Emulsioni (latte)
MISCUGLI
OMOGENEI (Vino, bronzo, aria)
ELEMENTIELEMENTIELEMENTI
(Sale, zucchero, acqua)
(idrogeno, ossigeno, sodio)
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Componenti aria secca (% in vol)
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Metodi di separazione in un sistema eterogeneo
• Sedimentazione, decantazione
• Filtrazione
• Centrifugazione
• Ventilazione
• Separazione magnetica
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Metodi di separazione in un sistema omogeneo
• Cristallizzazione
• Distillazione
• Estrazione con solventi
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Criteri di valutazione della purezza delle sostanze
• Ppm e ppb
• Punto di fusione
• Punto di ebollizione
• Cromatografia
• Spettrometria di massa
• Spettroscopie: IR, NMR, XPS, EPR etc.
• Diffrazione raggi X
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Struttura atomica-molecolare della materia
• Atomi: numero atomico e numero di massa
• Massa atomica
• Masse atomiche geonormali
• La mole
• La costante di Avogadro
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Costanti fisiche fondamentaliUnità di massaatomica
u.m.a.
1.660566.10- 27
kgMassaelettrone
me 9.109534.10- 31
kgMassaprotone
mp 1.672648.10- 27
kgMassaneutrone
mn 1.674954.10- 27
kgCaricaelettrone
e 1.602189.10- 19
CCostante diAvogadro
NA 6.022045.1023
mol- 1
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Costanti fisiche fondamentali
Costante deigas
R 8.31441 J mol-1K-1
Costante diBoltzmann
kB 1.380662.10-
23K-1
Costante diPlanck
h 6.626176.10-34
J sCostante diFaraday
F 9.648456.104
Cmol-1
Volumemolare gasideale
Vm 0.022414 m3
mol-1
Velocitàluce nelvuoto
c 2.997925.108
s-1