Diapositiva 1

Introduzione allo studio della
chimica
I° modulo
Dr.ssa Rossana Galassi
320 4381420
[email protected]
Che cosa è la chimica?
• Datevi una risposta!
Una materia che non ho mai capito
Una rottura di scatole
Un modo per divertirsi
Lo studio del mondo che ci circonda
La scienza dei maghi
Una brutta materia insegnata da un professore brillante
Lo studio della materia
Un rompicapo che parla con un proprio linguaggio
Una bella materia insegnata da un professore noioso
Quanta “chimica” c’e’ intorno a noi?
Moltissima.
Tutto quello che ci circonda è di natura chimica.
La divisione tra mondo naturale e mondo chimico
non esiste.
Se conoscete l’inglese visitate il sito:
http://www.chemistryandyou.com
Siti di interesse
•
•
•
•
http://www.tavolaperiodica.it/
http://it.wikipedia.org/wiki/Chimica
http://it.wikipedia.org/wiki/Tavola_periodica
http://www.minerva.unito.it/chimica&indust
ria/Sistemaperiodico/Tabellasemplice.htm
• http://www.vialattea.net/cosmo/age.htm
Tavole periodiche
• http://www.chim1.unifi.it/dida/mendel.htm
• http://www.itchiavari.org/chimica/elementi/i
ndex.html
• http://www.jergym.hiedu.cz/∼canovm/vyhle
dav/varianty/italsky2.html
• http://www.themeter.net/elemen.htm
• http://www.lenntech.com/italiano/tavolaperiodica.htm
E’ una scienza naturale,
che studia e cerca di capire le
leggi naturali che sono coinvolte
in alcuni tipi di trasformazioni
della materia che ci circonda
Lo scienziato chimico non inventa, ma
scopre ed impara dalla natura
Che cosa è una trasformazione della
materia?
Prova a dare una risposta
Quanti tipi di trasformazioni della
materia conosciamo?
Prova a dare una risposta
Fusione del piombo:
trasformazione fisica!
• Il piombo solido passa a piombo liquido
ma sempre piombo rimane!
Lo zolfo viene riscaldato con una
fiamma: si forma un gas blu!
Trasformazione chimica
• Dopo aver riscaldato non abbiamo più
zolfo (giallo) ma un’altra sostanza che si
forma allo stato gassoso (blu)
+ O2 (dell’aria) + calore Î
Formazione del croccante!
Vuoi fare una trasformazione chimica in casa?
Fai il croccante!!!!
Zucchero + calore = croccante
Perchè è una trasformazione chimica?
Lo zucchero si è trasformato in una sostanza più
amara, di colore ambra che non si scioglie piu’
facilmente in acqua e che non è piu’ cristallina
(non è più zucchero ma e’ buono lo stesso!).
Fai un esempio di trasformazione
chimica della vita quotidiana
• Digestione degli alimenti
Il cibo andato a male
Decolorazione dei capelli
Il latte andato a male
•Cottura degli alimenti
•Combustione della legna
combustione nel motore
Tutte le combustioni
Respirazione
Formazione delle stalattiti e stalagmiti
riassumendo
Proprietà fisiche:
Colore,
Stato della materia
punto di ebollizione,
calore di evaporazione,
densità,
solubilità,
conducibilità elettrica e termica,
viscosità,
proprietà magnetiche
Etc.
Trasformazioni fisiche:
Cambio di stato di aggregazione della materia,
Cambio di temperatura, pressione…….
riassumendo
Proprietà Chimiche:
Sono quelle proprietà che cambiano le caratteristiche della
materia implicata
e trasformano una sostanza in un’altra:
Comportamento alla combustione, digestione degli
alimenti…
Interazione tra due o piu’ sostanze
o due o più elementi
A + B => C
Apportano quindi una trasformazione al TIPO di materia
che stiamo considerando
Le trasformazioni chimiche possono essere
reversibili o irreversibili
A+ B => C o C => A + B
Cioè si può scrivere
A+BÙC
Che una trasformazione sia poco probabile
in chimica non significa che non
avvenga!!!
+ O2 (dell’aria) + calore Î
Le sostanze che subiscono la
trasformazione chimica si chiamano
REAGENTI
Le sostanze che si formano dalla
trasformazione chimica si chiamano
PRODOTTI DI REAZIONE
La freccia indica una trasformazione completa
Se si mette il simbolo Ù si indica una
trasformazione reversibile (incompleta)
Il calcare presente nelle rocce si scioglie in acqua
che contiene CO2 tramite la seguente reazione
chimica cioè trasformandosi in ioni calcio e ioni
bicarbonato:
CaCO3 (s) + CO2(aq) + H2O(l) <=> Ca2+(aq)+ 2HCO3(aq)
Nella grotta (al freddo e con diversa
concentrazione di CO2) si ottiene la
reazione opposta, si deposita CaCO3 sotto
forma di stalattiti e stalagmiti
Ca 2+ (aq)+ 2 HCO3- (aq) <=> CaCO3(s) +
CO2(g) + H2O (l)
Se si fa la reazione in un contenitore chiuso
la reazione può essere così descritta:
Ca 2+ (aq)+ 2 HCO3- (aq) Ù CaCO3(s) +
CO2(g) + H2O (l)
riassumendo
In linea di principio tutte le trasformazioni chimiche
sono reversibili
tuttavia
Molte reazioni che avvengono anche in natura
(combustione es.) sono molto spostate verso la
formazione di prodotti e possono essere
considerate complete (irreversibili)
Legna + O2 => CO2 + H2O
Che cosa è la materia?
Ogni cosa che ha massa e occupa spazio
La materia esiste in tre stati:
solido, liquido e gas
Un solido è materia con una forma rigida e
un volume fisso
Un liquido ha volume fisso ma non una
forma rigida e si adatta alla forma del
recipiente
Un gas non ha né volume né una forma fissi
La materia è costituita da particelle
fondamentali
Queste particelle sono gli atomi
Gli ATOMI sono costituiti da un nocciolo
interno (il nucleo) contenente cariche
positive che è circondato da un ugual
numero di cariche negative
Quindi gli atomi non sono le particelle piu’
piccole della materia.
Come lo immagino un atomo?
Macroscopico e microscopico
Gli atomi sono caratterizzati da avere una
massa, e un numero caratteristico di sub
particelle (protoni, neutroni ed elettroni)
Ad ogni tipo di atomo corrisponde un
elemento chimico
Oro, carbonio, rame, fluoro…..
elemento chimico ossigeno,
simbolo chimico O
Atomo di ossigeno con 8 protoni, 8 elettroni
e 8 neutroni (anche se esiste in natura
anche ossigeno con 9 neutroni)
Il numero dei protoni (particelle con carica +)
deve essere uguale a quello degli elettroni
(particelle con carica -) perché gli atomi
sono particele complessivamente neutre
Quando il numero di protoni è diverso da
quello degli elettroni abbiamo gli IONI
Cioè atomi elettrizzati
UN ATOMO è LA PIU’ PICCOLA PARTICELLA
CHE MANTIENE LE CARATTERISTICHE
CHIMICHE DI QUELL’ELEMENTO o sostanza
elementare
CIOE’’’’?
Consideriamo un camion pieno di mele.
Io parlerò in generale di una quantità di mele
(kg, quintali o tonnellate di mele)
Ma l’unità fondamentale è la singola mela
Se la frammento, avrò il torsolo, i semi, la
polpa ma non potrò più parlare di mele.
In questo rapporto stanno gli atomi di un
elemento e una sostanza elementare
Come ad esempio gli atomi di rame e il
metallo rame
Ad ogni tipo di atomo (numero di protoni e
quindi di elettroni) corrisponde un certo
elemento chimico
Ci sono 119 elementi chimici in totale e sono
stati raggruppati in una tavola periodica
Tutta la materia che ci circonda è costituita
da questi elementi e dalla loro reciproca
combinazione
Isotopi
Il numero dei neutroni nell’atomo di un dato
elemento può variare e si hanno gli
isotopi
Esiste un carbonio che ha 6 protoni e 6
neutroni nel suo nucleo, ma esiste in
natura anche un carbonio che contiene
7 neutroni (1,1 %)
Isotopo 12 e isotopo 13
Numero di massa
Per differenziare i vari isotopi cioè elementi
uguali con diverso numero di neutroni si è
introdotto il numero di massa A
Numero di massa: n° di protoni + n° di
neutroni
12C e 13C
Si scrive in alto a sinistra del simbolo
chimico
Quanto “pesano” gli atomi dei vari
elementi?
Gli atomi sono costituiti da protoni, neutroni ed
elettroni
Quindi il peso degli atomi è legato al numero delle
subparticelle in essi contenuti e al loro peso
Che cosa sono gli u.m.a.?
Per misurare dei pesi così piccoli è stata inventata
una nuova unità di misura.
Si è preso un atomo di carbonio che contiene 6
protoni e 6 neutroni (isotopo 12), si è
determinato il suo peso esatto. Si è diviso in 12
parti. La dodicesima parte di questa massa è
definita:
UNITA’ DI MASSA ATOMICA
u.m.a.
Ed è l’unità di misura degli atomi e delle particelle
subatomiche (è detto anche Dalton)
Peso atomico
Ogni atomo di un elemento ha un numero di
protoni, neutroni ed elettroni.
Il peso di questo atomo verrà riferito all’unità
di massa atomica
(così come una lunghezza viene riferito al
metro, cioè un chilometro sono mille metri)
Quindi il carbonio pesa circa 12 uma
L’ossigeno circa 16 uma
Numero atomico
Gli atomi sono caratterizzati dal numero
atomico (Z) cioè dal numero di protoni
presenti nell’atomo.
8O
Il numero atomico si indica in basso a
sinistra del simbolo chimico
1H, 2He, 6C, 7N