CHIMICA GENERALE

Scopo del corso è quello di fornire allo studente le basi generali della chimica nonché la comprensione di tematiche ad essa connesse e sviluppate in altri corsi del Corso di Laurea.

Conoscenza della nomenclatura dei composti inorganici e della loro struttura geometrica; bilanciamento delle reazioni chimiche, sia redox che non, prevedendone la spontaneità; conoscenza dell'equilibrio chimico e calcolo della costante di equilibrio; Acquisizione delle conoscenze di base della struttura atomica, del legame chimico, delle proprietà chimico-fisiche delle soluzioni, delle principali reazioni chimiche e degli elementi termodinamici e cinetici che le caratterizzano. Conoscenza delle proprietà di acidi e basi e calcolo del pH delle soluzioni. Conoscenza delle principali proprietà degli elementi più rappresentativi.

Sono richieste conoscenze di base di matematica e fisica quali operazioni con numeri reali, risoluzioni di equazioni di I e II grado, equazione della retta, vettori, velocità ed energia.

Come da regolamento didattico.

Introduzione alla chimica- La materia e i suoi stati di aggregazione*, il metodo scientifico, i tre livelli della chimica, la materia e le sue unità di misura*, cifre significative, sostanze pure elementari* e composte* e miscele omogenee* ed eterogenee*.

Nomenclatura chimica*- Elementi* e loro rappresentazione, numero di ossidazione*, classificazione dei composti inorganici*, composti ionici* e molecolari*, nomenclatura tradizionale* e IUPAC.*

Reazioni chimiche*- Rappresentazione*, legge di conservazione della massa di Lavosier*, bilanciamento*, reazioni di combustione, reazioni di precipitazione,* reazioni che sviluppano gas, reazioni acido-base*, reazioni redox* e loro bilanciamento*.

Generalità sull'atomo- Esperimento di Rutherford, modello atomico planetario, numero atomico*, numero di massa*, isotopi*, abbondanza isotopica, difetto di massa, unità di massa atomica* (uma), massa atomica relativa*, massa molecolare*, mole*, formula minima*, formula molecolare*, formula estesa, formula di struttura, percentuali in peso.

I gas- La pressione*, La legge di Boyle, la legge di Charles, la legge di Gay-Lussac,ipotesi di Avogadro, la legge dei gas ideali*, miscele di gas e legge di Dalton*, la teoria cinetico-molecolare*, la legge di Graham, i gas reali*.

Struttura della materia- Modello atomico di Bohr,* modello quanto-meccanico, numeri quantici,* interpretazione ondulatoria dell'atomo, orbitali atomici,* principio di Pauli,* regola di Hund*, principio di indeterminazione di Heisenberg, configurazione elettronica*.

Sistema periodico-Periodicità*, raggio atomico,* raggio ionico, energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività*.

Legame chimico- Strutture di Lewis* e regola dell'ottetto*,eccezioni alla regola dell'ottetto, geometria molecolare, teoria VSEPR*, energia di legame, legame ionico,* legame covalente,* legame dativo,* legame ad idrogeno,* teoria dell'orbitale di valenza,* ibridizzazione,* risonanza.

Termodinamica-Funzioni di stato, primo principio*, legge di Hess, secondo principio*, entropia* ed energia libera*.

Lo stato liquido- Proprietà, viscosità, tensione superficiale e tensione di vapore.*

Passaggi di stato- Diagramma di stato dell'acqua*

Soluzioni*-Molarità*, Frazione molare, Molalità, percentuale in massa, densità*, legge di Raoult, proprietà colligative*, elettroliti*, grado di dissociazione, coefficiente di Van't Hoff

Equilibrio chimico*-Legge di azione di massa*, costante di equilibrio*, dipendenza della costante di equilibrio dalla Temperatura, fattori che influenzano l'equilibrio*.

Acidi e basi*- Definizione secondo Arrhenius*, Bronsted e Lowry*, Lewis, forza di acidi e basi, costante di dissociazione*, elettroliti anfoteri, prodotto ionico dell'acqua*, calcolo del pH* di acidi e basi (forti e deboli), indicatori di pH.

Idrolisi salina- Costante di idrolisi, pH di idrolisi, Soluzioni tampone*, titolazioni acido forte-base forte*, titolazioni acido debole-base forte*, prodotto di solubilità*, effetto dello ione a comune sulla solubilità.

Cenni di elettrochimica- pile, serie di potenziali redox*, equazione di Nerst.

Cenni di cinetica chimica-ordine e molecolarità di reazione*, velocità di reazione.

T1. J.C. Kotz et al. - Chimica – EdiSES

T2. P.W. Atkins, L. Jones - Chimica Generale - Zanichelli

T3. Petrucci et al., -Chimica Generale- Piccin

T4. P. M. Lausarot, G.A. Vaglio - Stechiometria per la Chimica Generale- Piccin

L'esame consiste in un compito scritto e, in caso di esito favorevole (voto superiore o uguale a 18/30), in un successivo colloquio orale. La prova scritta consiste in esercizi numerici e domande aperte e/o a risposta multipla da svolgere in 2 ore di tempo.

Alla prova scritta non sono ammessi libri di testo, formulari, appunti del corso o tavole periodiche, nè l'uso del cellulare, nemmeno in modalità calcolo. E' consentito solo l'uso della calcolatrice. Lo studente dovrà presentarsi munito di un valido documento di identità.

1.Un pallone da 250 mL, aperto all’atmosfera contiene 0,0110 mol di aria a 0 °C. Dopo riscaldamento, parte dell’aria fuoriesce; quanta aria resta nel pallone a 100 °C?

2.Individuare le formule dei seguenti composti: Idrossido di bario, triossocarbonato di calcio, fosfato di ammonio, cloruro di ferro(II), perossido di sodio, perclorato di potassio, idrogenocarbonato di sodio, solfuro di alluminio

3.Un campione di un composto arancione di 25,0 g contiene 6,64 g di potassio, 8,84 g di cromo e 9,52 g di ossigeno. Si trovi la formula minima. A quale classe di composti inorganici appartiene il composto trovato? Si scriva il nome IUPAC del composto.

4.Calcolare quanta soluzione di NaOH 0,05 M si deve aggiungere a 50 mL di soluzione 0,25 M di CH3COOH (Ka = 2×10-5) per ottenere una soluzione a pH = 4,5.

5. Calcolare la solubilità molare in acqua di BaSO4 (Kps = 1,1 · 10-10).

6. Calcola la pressione osmotica di una soluzione 3,0 M di glucosio alla temperatura di 30 °C.

7. Quali sono i fattori che controllano la velocità di reazione e come agiscono?

8. Nelle seguenti reazioni, stabilisci qual è il reagente limitante e quale è in eccesso. Le quantità di ciascun reagente sono riportate sotto le rispettive formule. Giustifica le risposte.

9.Quale informazione è necessaria per convertire i grammi di un composto in moli?

10. Spiegare la differenza tra miscela e composto.

11.A parità di massa, il volume di gran parte dei solidi è maggiore o minore di quello dei corrispondenti liquidi? Giustifica la risposta.

12. Indica quali sono sostanze pure e quali miscugli: a) acqua di mare b) olio di semi c) sabbia d) oro e) ossigeno f) bronzo. Giustifica le risposte.

13. Calcola il volume di elio occupato da 3,0 mol a 400 °C e 3,0 mmHg.