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Antonello Santini » 3.Le leggi fondamentali della Chimica. Rapporti di combinazione. Nomenclatura


Conservazione della massa

Antoine Laurent Lavoisier utilizzando la bilancia e lavorando in condizioni in cui non vi è scambio di materia tra il sistema e l’ambiente enunciò quella che è considerata la prima legge della chimica, la legge di conservazione della massa che porta giustamente il suo nome.


Conservazione della massa

Enunciata la teoria secondo cui la materia è costituita da atomi come espresso da Dalton (1803), la legge di conservazione della massa in una reazione chimica venne interpretare come conservazione del numero di atomi.


Conservazione della massa

Nella combustione di un pezzo di legno, la massa iniziale si ritrova unendo alla massa della cenere la massa dei gas liberati durante la reazione stessa. Nel caso del Ferro esposto all’aria, la massa del ferro arrugginito è la somma della massa del ferro e di una parte dell’aria circa 1/5, in realtà l’ossigeno che reagisce con esso.


Conservazione dell’energia

L’energia è la capacità di compiere un lavoro. Si compie un lavoro ogni volta che, applicando una forza, si sposta una parte di materia.

Esistono varie forme d’energia come quella cinetica, potenziale, elettrica, chimica, dovute a cause diverse. Joule enunciò una legge generale: “Legge della conservazione dell’energia”.


Conservazione dell’energia

Mentre nelle trasformazioni la materia è ciò che subisce il cambiamento, l’energia è ciò che lo produce o che deriva da esso. La materia e l’energia possono essere considerate interconvertibili ciò come due diverse manifestazioni delle stesse entità.

Ciò è regolato dalla legge di Einstein “E=mc2“. In base a queste considerazioni la legge della conservazione della massa e dell’energia possono essere enunciate in un’unica espressione.


Legge delle proporzioni multiple

Questa legge chimica venne ricavata sperimentalmente da John Dalton.

La bilancia di Ramsend (1735-1800), costruita dal tecnico inglese nel 1787

La bilancia di Ramsend (1735-1800), costruita dal tecnico inglese nel 1787


Legge delle proporzioni multiple

La legge delle proporzioni multiple è spiegata con naturalezza da un modello che prevede che gli elementi siano costituiti da atomi indivisibili e uguali in massa e che le altre sostanze siano costituite da particelle tutte uguali, le molecole, formate dall’aggregazione di un numero piccolo e fisso di atomi di ciascuno degli elementi che le compongono.


Legge delle proporzioni definite

Questa legge detta anche delle proporzioni definite e costanti fu enunciata nel 1799 dal chimico francese Joseph Proust, sulla base di prolungate sperimentazioni chimiche sulla regolarità di comportamento della materia espresse mediante relazioni quantitative analoghe a quelle degli studi di Antoine Lavoisier.


Legge delle proporzioni definite

Secondo Proust: “… un composto è un prodotto privilegiato al quale la natura ha dato una composizione costante”.

Esempio

Il carbonato di rame, qualunque fosse la sua origine (naturale o preparato in laboratorio), conteneva rame, carbonio e ossigeno sempre nelle stesse proporzioni.


Elementi e sostanze

In natura le sostanze sono costituite da atomi solitamente legati ad altri in unità più complesse che, se aggregate fra loro, costituiscono quello che percepiamo macroscopicamente come “materia”, cioè i composti o sostanze. Esistono numerosi tipi di composti e regole per dare ad ognuno il nome tenendo presente che:

Le sostanze possono essere chiamate:

  • Sostanze elementari o Elementi
  • Sostanze composte o Composti

Formule chimiche

  • Nei composti e anche in alcuni elementi gli atomi sono organizzati in gruppi discreti formati da due o più oggetti: le molecole.
  • Le sostanze vengono identificate da formule chimiche, che non sono espressioni astratte ma, per convenzione, rappresentano e distinguono tra loro sostanze specifiche. La formula si scrive ponendo uno dopo l’altro i simboli degli elementi che la compongono e indici numerici in pedice che indicano quante volte i singoli elementi entrano nella costituzione del composto.
  • Tutte le sostanze sono neutre tranne quelle che portano una carica netta positiva o negativa, Ioni.

Cosa indica una formula chimica


Cosa indica una formula chimica


Il nome dei composti chimici

L’Organismo Internazionale (IUPAC) si occupa della nomenclatura Chimica.

Esistono regole che consentono di comprendere i principi generali della nomenclatura inorganica.

In generale tutti le sostanze sono elettricamente neutre.

Esistono oggetti formati da atomi o gruppi di atomi che portano una carica elettrica detti Ioni (Cationi e Anioni).


Schema delle correlazioni tra i principali gruppi di composti inorganici


Le leggi fondamentali della Chimica. Rapporti di combinazione. Nomenclatura


I materiali di supporto della lezione

Antoine Lavoisier

Esercizi

John Dalton

Principio di conservazione

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