Sapienza Università di Roma – Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale
Corso di Laurea in Ingegneria Clinica (9 CFU)
Anno Accademico 2016-2017
CHIMICA
RICEVIMENTO: lun – ven, 1400 – 1500
Via Castro Laurenziano 7, studio 2 07, int. 26855
e-mail: [email protected]
www.sbai.uniroma.it/users/petrucci-rita
TUTOR: Francesca Scaramuzzo
Testi consigliati
mar 1800 - 2000
[email protected]
Atkins / Jones
Zanichelli
Schiavello / Palmisano
EdiSES
D’Arrigo et al.
EdiSES
Petrucci et al.
PICCIN
Silderberg
McGrawHill
MODALITA’ di ESAME
PROVA SCRITTA, richiesto voto minimo di 15/30 per ammissione alla PROVA ORALE
APPELLI
Prenotazione obbligatoria
su INFOSTUD
(data inizio appello, prova scritta)
1° 6 giugno 2017
prenotazioni dal 28/05 al 2/06
2° 30 giugno 2017
“
dal 18/06 al 25/06
3° 15 settembre 2017
“
dal 3/09 al 10/09
4° gennaio 2018
da definire
5° febbraio 2018
da definire
Appelli straordinari RISERVATI AGLI AVENTI DIRITTO: aprile 2017 e novembre 2017
(date da definire)
La chimica è la scienza sperimentale che studia la materia e le sue trasformazioni
MATERIA: tutto ciò che ha Massa
e occupa uno Spazio,
con proprietà fisiche e chimiche
Massa ≠ Peso
H2O
TRIGONELLINA
Cos’è la
Proprietà e Trasformazioni della MATERIA
avvengono nel mondo MACROSCOPICO
MA dipendono dalla natura della materia
che va cercata nel mondo MICROSCOPICO
di atomi e molecole
chimica?
CLOROFILLA
SILICIO
CIANIDINA
COMPUTER
CAFFEINA
CELLA FOTOVOLTAICA
CAROTENE
Piccole differenze a livello MICROSCOPICO
Acido salicilico
NATURALE
Morfina
NATURALE
grandi differenze a livello MACROSCOPICO
Acido acetilsalicilico
Diacetilmorfina
o eroina
Come si presenta
la materia?
K2Cr2O7
C (s, grafite)
NaCl
KMnO4
CuSO4 5 H2O
monoatomica
molecolare
cristallina
metallica
Sb
forma
Cu
La scoperta di QUATTRO ELEMENTI CHIMICI SUPERPESANTI da parte di scienziati russi, americani e giapponesi è
stata verificata dagli esperti della International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC e gli elementi sono stati
FORMALMENTE AGGIUNTI alla tavola periodica. I quattro nuovi elementi vanno a completare la settima riga della
tavola periodica degli elementi.
La IUPAC ha avviato il processo di formalizzazione dei nomi e dei simboli per questi elementi denominati
temporaneamente come Ununtrium (Uut o elemento 113),Ununpentium (Uup, elemento 115), Ununseptium (Uus,
elemento 117) e Ununoctium (Uuo, elemento 118)».
Potrebbero essere metalloidi.
Chimica organica: i composti del CARBONIO
Nomenclatura
Sintesi
Meccanismi
Metodi fisici di riconoscimento e caratterizzazione
Risonanza Magnetica
Nucleare NMR
Spettrometria di massa MS
Spettoscopia infrarossa IR
Biochimica: chimica delle molecole della «vita»
Carboidrati:
Quando si dice
Chimica!
Lipidi:
funzione strutturale
e di riserva energetica
funzione strutturale,
ormonale …
saccarosio
Proteine: funzione strutturale (collagene); di trasporto
(emoglobina); catalitica (enzimi); trasmissione impulsi
nervosi; ormonale (insulina) …
MA anche tossine e allergeni
emoglobina
Acidi nucleici:
DNA e RNA
Chimica analitica: Riconoscimento, caratterizzazione chimico-fisica
e determinazione qualitativa e quantitativa di un componente in un
campione.
Cromatografia: GC; LC; TLC …
Analisi di un vino
Analisi proteine
nel sangue
Elettroforesi
Chimica-fisica:
applica le leggi fisiche
ai sistemi fisici «atomo» e
«molecola»
Meccanica quantistica - Meccanica statistica - Termodinamica/Termochimica
Cinetica chimica – Elettrochimica - Chimica nucleare
Fenomeni di trasporto …
CHIMICA GENERALE E INORGANICA: I FONDAMENTI
fermentazione
lavorazione del vetro
saponificazione
Mesopotamia
2800 a.C.
Dalle leggi ponderali alla prima
teoria atomica
dall’Alchimia
alla Chimica
Dalton
1766-1844
Proust
1754-1826
Galileo Galilei
1564-1642
Il Metodo
Scientifico
1660
Boyle
1627-1691
Lavoisier
1743-1794
La chimica è una scienza sperimentale in cui l’avanzamento della conoscenza
si basa su fatti sperimentali riproducibili e interpretabili: come procedere?
Il metodo scientifico
Osservazione di un fenomeno (condizioni controllate e riproducibili)
Misura di una o più grandezze: dato sperimentale
Ipotesi (da verificare con altri esperimenti)
Teoria
«nessuna quantità di esperimenti potrà dimostrare
che ho ragione;
un unico esperimento potrà dimostrare che ho sbagliato»
Il chimico osserva e lavora su un piano MACROSCOPICO
pensa su un piano MICROSCOPICO
e rappresenta su un piano SIMBOLICO
MISURARE una GRANDEZZA
significa
confrontare quella grandezza con un'altra di
riferimento, ad essa omogenea, detta
unità di misura.
Dato sperimentale: la misura
Dimensione
Valore
Unità di Misura SI (1960)
Fondamentali
* Sensibilità
(cifre significative)
Derivate
* Accuratezza
(valor medio/valor vero)
e
* Precisione
(riproducibilità)
(dipendono dal metodo e dall’operatore)
Errore
sistematico (incide su accuratezza)
casuale
(incide su precisione)
Cifre
significative
Elaborazione
dei dati
Esperimenti sulla fermentazione
del vino
* Legge della conservazione
delle masse (Lavoisier)
* Legge delle proporzioni
definite (Proust)
* Legge delle proporzioni
multiple (Dalton):
Prima teoria atomica
(Dalton)
1. materia costituita da particelle
indivisibili dette atomi
50 g Cu + 25 g S = 75 g CuS
50 g Cu + 25 g S = 75 g CuS
50 g Cu + 50 g S = 75 g CuS + 25 g S
NO
NO2
N2O
N2O3
N2O5
2..
N(cost)
14 g
14 g
14 g
14 g
14 g
3.
Ma… le masse atomiche?
E le formule chimiche?
O
16 g
32 g
8g
24 g
40 g
4.
16/8=2
32/8=4
8/8=1
24/8=3
40/8=5
5.
… da studi sui gas!
P, T
*Legge di combinazione dei volumi
Gay-Lussac
(1778-1850)
* Ipotesi di Avogadro: volumi
uguali di gas nelle stesse condizioni di
P e T contengono lo stesso numero di
particelle
Avogadro
(1776-1856)
*Ipotesi di Cannizzaro:
molecola biatomica dell’idrogeno (H2 ) con massa molecolare 2
Da Vx/ VH2 => rapporti in massa (per ipotesi Avogadro) => massa molecolare gas
Masse atomiche riferite alla massa 2 dell’idrogeno!
Cannizzaro
(1826-1910)
OGGI: amu (atomic mass unity) o Da (Dalton)
1 amu = 12ma parte della massa di un atomo di 12C
1 atomo di
12C
pesa 1,992x10-26 kg => 1 amu pesa 1,660x10-27 kg
In amu si esprime:
la massa degli atomi come Massa Atomica relativa
la massa delle molecole come Massa Molecolare relativa
la massa dei composti ionici come Massa Formale relativa
la massa delle particelle subatomiche
Dato un elemento
Isotopi
Abbondanza
isotopica
Determinazione delle masse atomiche
e molecolari: la spettrometria di massa
Massa Atomica
media
6C
ha 15 isotopi, ma solo 3 sono naturali:
12C (98,93%)
13C (1,07%)
14C radioattivo (emivita 5700 anni)
1
2H 3H radioattivo (emivita 12,32 anni)
1H ha 3 isotopi naturali: H
macroscopico (osservo e lavoro)
microscopico (penso)
simbolico (rappresento)
1 atomo di 12C pesa 1,992x10-26 kg
0,012 kg di 12C / 1,992x10-26 kg/atomo = 6,02x1023 atomi
12 g di 12C contengono 6,02x1023 atomi = numero di Avogadro
la mole:
è il tramite tra il microscopico
e il macroscopico!
m (g) : M (g mol-1) = n (mol)
RICORDARE SEMPRE!
grafite (C)
CoCl2 2 H2O
KMnO4
K2Cr2O7
CoCl2 6 H2O
Massa atomica/molecolare/
formale (amu)
Massa molare (g mol-1)
Antimonio (Sb)
NaCl
CuSO4 5 H2O
rame (Cu)
342 g saccarosio
46 g etanolo
180 g glucosio
18 g acqua
278 g FeSO4 7H2O
58 g NaCl
100 g CaCO3
78 g Na2O2
mole
STECHIOMETRIA:
Studio sistematico QUANTITATIVO
delle trasformazioni chimiche
Reazione chimica
Equazione chimica
Legge della conservazione delle masse (Lavoisier)
Eq. non bilanciata
Bilanciamento delle
masse
Coefficienti
stechiometrici
Eq. bilanciata!
Cosa succede se i reagenti non sono presenti nei corretti rapporti
stechiometrici?
2 H2 + O2 = 2 H2O
2:1:2
Reagente limitante!
Reagenti
2
1
1
5
1
Prodotti
Qual è il reagente
limitante?
