Le sostanze e le miscele in chimica

Introduzione al Corso

• Il corso si concentra su Chimica Generale e Inorganica per studenti di Scienze Biologiche.
• Il docente è il Prof. Gianluca D'Abrosca.
• I testi consigliati includono "Chimica un approccio molecolare" di Nivaldo J. Tro (Edizioni) e "Stechiometria" di Bertini, Luchinat, Mani, Ravera e. altri testi di Chang e Overby (McGraw-Hill).

Testi Consigliati

• "Chimica un approccio molecolare" (Edizioni), seconda edizione 2018, di Nivaldo J. Tro
• "Stechiometria un avvio allo studio della chimica" (ambrosiana) sesta edizione, di Bertini, Luchinat, Mani, Ravera E..
• Altri testi consigliati includono "Fondamenti di chimica generale" (McGraw-Hill) terza edizione di Chang e Overby..

Argomenti del Corso (pagg. 3-4)

• Proprietà e trasformazioni chimiche: misurazione, errori, cifre significative, analisi dimensionale.
• Struttura e composizione dell'atomo, numero atomico, isotopi, molecole, ioni, formula e nomenclatura composti inorganici, masse atomiche e molecolari, numero di Avogadro.
• Analisi chimica: composizione percentuale, formule empiriche, principi di conservazione, numeri di ossidazione, reazioni chimiche, bilanciamento, reagente limitante, resa e calcolo della formula minima.
• I gas: leggi di Boyle, Charles, Gay-Lussac, Avogadro, Dalton, equazione di stato dei gas ideali, teoria cinetica molecolare, gas reali e deviazioni dal comportamento ideale.
• Modello quantomeccanico dell'atomo, onde elettromagnetiche, principio di indeterminazione di Heisenberg, equazione di Schrödinger, orbitali, numeri quantici, configurazione elettronica, proprietà periodiche e tavola periodica, potenziale di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività.
• Legame chimico (covalente, dativo, ionico), teoria di Lewis, VSEPR, geometria molecolare, polarità delle molecole, ibridizzazione, legame di valenza, orbitali molecolari.
• Stati di aggregazione, interazioni intermolecolari, legame a idrogeno, soluzioni (molarità, normalità, frazione molare, molalità, percentuali), fenomeni di solubilizzazione (insaturazione, saturazione, sovrasaturazione), proprietà colligative.
• Equilibrio chimico, principio di Le Chatelier, costante di equilibrio, quoziente di reazione, equilibrio in sistemi omogenei ed eterogenei, calcolo delle concentrazioni all'equilibrio.
• Proprietà degli acidi e delle basi (Arrhenius, Bronsted-Lowry, Lewis), equilibri acido-base, equilibrio di solubilità, specie anfiprotiche, prodotto di autoionizzazione dell'acqua, pH, acidi e basi forti e deboli, acidi e basi poliprotici, idrolisi, soluzioni tampone, curve di titolazione acido-base, indicatori, reazioni di precipitazione, prodotto di solubilità, effetto dello ione comune.
• Termodinamica, aspetti energetici nelle trasformazioni (calore, capacità termica, entalpia, entropia, energia libera), fattori che influenzano la velocità delle trasformazioni chimiche e energia di attivazione.
• Norme di sicurezza in laboratorio di chimica

Applicazioni della Chimica

• Ricerca scientifica
• Progettazione di nuovi farmaci
• Soluzioni per la salute e l'ambiente
• Soluzioni per il rinnovamento
• Sviluppo di nuovi materiali

Chimica: Scienza e Industria

• Comunicazione e tempo libero: industria elettronica, delle telecomunicazioni, delle tecnologie dell'informazione, industria del vestiario, industria tessile, mobilia, industria automobilistica.
• Abitazione: industria delle costruzioni, materiali da costruzione, isolamento, tubazioni, rivestimenti e pigmenti, condizionamento, dispositivi di sicurezza, pannelli solari, illuminazione.
• Alimentazione: agricoltura, zootecnia, industria alimentare, fertilizzanti, agrofarmaci, imballaggio, conservanti, additivi.
• Acqua: industria del trattamento acqua, acqua potabile, trattamento delle acque reflue, tecnologie della dissalazione, tubazioni in plastica.

Sostanze e Miscele

• Una sostanza è materia con composizione fissa (es. acqua, argento, etanolo).
• Una miscela è una combinazione di due o più sostanze con composizione variabile (es. aria, bevande alcoliche, cemento).
• Miscele omogenee (soluzioni) sono uniformemente miscelate a scala atomica.
• Miscele eterogenee presentano composizioni variabili da punto a punto (es: Latte, sangue, Nutella).
• La separazione delle miscele avviene utilizzando metodi fisici.

Classificazione della Materia

• Materia: qualsiasi cosa che occupa spazio e ha massa.
• Stati di aggregazione: solido, liquido, gassoso
• Proprietà fondamentali: massa, volume, temperatura.
• Forme di trasformazione della materia: fisica e chimica.
• Sostanze pure: elementi (es. rame, ferro) e composti (es. acqua).
• Miscele: omogenee (es. aria) ed eterogenee (es. latte).
• Relazioni tra gli stati e i metodi di conversione tra gli stati

Cifre Significative

• Regole per determinare il numero di cifre significative nei numeri.
• Regole per l'addizione e la sottrazione.
• Regole per la moltiplicazione e la divisione.

Misure

• Grandezze fisiche: lunghezza, massa, tempo, temperatura, volume, densità e altre.
• Unità di misura.
• Sistema Internazionale di Unità (SI).
• Multipli e sottomultipli delle unità SI.
• Grandezze estensive e intensive.
• Massa e Peso.
• Volume
• Densità
• Scale di Temperatura (°F, °C, K)
• Notazione scientifica.
• Trasformazioni.
• Errore casuale e sistematico
• Accuratezza e Precisione