edutecnica

Atomo        

L'atomo è la più piccola parte di un elemento che partecipa ad una reazione e non può esistere (o meglio resistere) isolato, nel senso che ha la tendenza ad unirsi subito con altri atomi per formare una molecola.

Molecola      

E' la più piccola parte di un composto che può esistere allo stato libero.
E' la più piccola parte di materia che si possa prendere e conservare, senza che essa subisca trasformazioni.
La molecola è la forma stabile della materia. Può essere formata da atomi uguali o diversi.

La molecola si rappresenta graficamente con la formula che indica da quanti atomi e da che tipo di atomi è formata.

O2:è la formula dell'ossigeno e dice che la molecola dell'ossigeno è formata da due atomi di O.

H2O:è la formula dell'acqua e dice che la formula dell'acqua è formata da due atomi di idrogeno e da uno di ossigeno.

Queste sono le formule grezze, dato che si limitano ad indicarci la qualità e il numero degli atomi che le formano.

Le formule di struttura rappresentano, invece, la struttura, cioè, la posizione degli atomi nella molecola.

                               formula di struttura di O2
              formula di struttura di H2O

Qualsiasi tipo di materia è formato da molecole.

Elementi      

Gli elementi sono sostanze la cui molecola è formata da atomi tutti uguali. I simboli rappresentanti i singoli elementi sono raccolti nella tabella degli elementi, chiamata anche tabella periodica degli elementi:

Ogni simbolo della tabella è preceduto da un numero chiamato numero atomico che indica il numero di elettroni periferici presenti nell'atomo.

Talvolta la tabella si presenta nel modo seguente:

dove, dopo il simbolo dell'elemento, appare un numero chiamato peso atomico.

Composti      

I composti sono materiali la cui molecola è formata da atomi di elementi diversi. Dunque una reazione chimica è data dalla combinazione di due o più elementi per formare un composto.

Peso atomico      

Il peso atomico di un elemento è quel numero che indica quante volte pesa rispetto ad un atomo di H (considerato di peso 1) un suo atomo.

Peso molecolare      

Il peso molecolare ( o massa molecolare ) è la massa espressa in unità di massa atomica : uma.

Il peso molecolare è la somma delle masse atomiche degli atomi che costituiscono la molecola.
Per determinarla moltiplichiamo la massa atomica di ciascun elemento per il numero di atomi di quell'elemento nella molecola e poi sommiamo le masse per ciascun elemento presente. Ad es:

Grammoatomo      

E' la quantità in grammi di un elemento espressa con lo stesso numero che indica il numero atomico.

Mole      

In Chimica viene adottato un numero specifico per rendere semplice l'espressione del numero di molecole (o di atomi o di ioni ) che si trovano in un campione macroscopico di materia: la mole (mol), che viene definita come la quantità di una sostanza che contiene tante entità elementari (atomi, molecole,unità di formula) quanti sono gli atomi presenti in esattamente 0,012kg (12g) di carbonio 12. Il numero di atomi in 12 g di Carbonio-12 è determinabile sperimentalmente ed conosciuto come numero di Avogadro:

                            numero di Avogadro

Reazione chimica      

E' la combinazione di due o più elementi per formare un composto; è rappresentata da una equazione chimica.

Indica la reazione fra A e B per formare AB. Al posto del segno '=' puà esserci una freccia '→ '.

L'equazione è formata da due membri, quello di sinistra, rappresentativo dei reagenti e quello di destra, rappresentativo dei prodotti della reazione.
Se esiste una seconda freccia ' ←' la reazione è considerata reversibile. E' possibile, dunque, partire da degli elementi per ottenere un composto (sintesi) ma anche partire da un composto per ottenere degli elementi (analisi).

I coefficienti delle sostanze che partecipano ad una reazione indicano secondo quale numero di moli i vari reagenti partecipano alla reazione. Pertanto, note le moli di un reagente, si possono dedurre le moli di qualunque altro reagente che interviene nella stessa reazione e risalire al peso di questo tramite la formula:

                                 con

n=numero di moli
m=massa del composto in grammi
PM=peso molecolare del composto

Esempio.A

Calcola il peso molecolare dell'acido solforico H2SO4.

2H=2×1,008 =2,016
1S=1×32,064=32,064
4O=4×15,9994=63,998

PM=2,016+32,064+63,998=98,078 g/mol

Esempio.B

Calcola il peso molecolare del cloroiridiato di potassio K2IrCl6.

2K=2×39,1 =78,2
1Ir=1×192,2=192,2
6Cl=6×35,45=212,7

PM=78,2+192,2+212,7=483,1 g/mol

Esempio.C

Quanti grammi di H2S ci sono in 0,4 moli di H2S ?

2,016+32,064= 34,08 g/mol

0,4mol × 34,08 g/mol=13,632g

Esempio.D

Quanti grammi di H e di S sono contenuti in 0,4 moli di H2S ?

Vi sono
2 x 0,4=0,8 g.at. di H
1 x 0,4=0,4 g.at. di S

H =0,8 × 1,008=0,806 g
S =0,4 × 32,064=12,82 g

Esempio.E

Si devono neutralizzare 600g di HCl con Ca(OH)2 , secondo la reazione:
Ca(OH)2+2HCl → CaCl2+2H2O
Determina quanti grammi di idrossido di calcio sono necessari.

PM(HCl)=36,5
600 g di HCl corrispondono a         moli di HCl
dai coefficienti della reazione si vede che per neutralizzare 2 moli di HCl ci vuole una mole di Ca(OH)2 , pertanto per neutralizzare 16,5 moli di HCl ci vogliono 8,25 moli di Ca(OH)2.
PM[Ca(OH)2]=74 per cui 8,25 × 74=612 g di Ca(OH)2.

Esempio.F

Calcola quanti grammi di MnO2 e di HCl sono necessari per preparare 312,4 g di cloro determinare anche quanti grammi di MgCl2 e di H2O si ottengono dalla reazione:
MnO2+4HCl → MnCl2+Cl2+2H2O

PM(CL2)=71
   moli; quindi per effettuare la preparazione occorrono:
1 × 4,4=4,4 moli di MnO2
4 × 4,4=17,6 moli di HCl

In conseguenza di questo fatto, si ottengono

1 × 4,4=4,4 moli di MnCl2
2 × 4,4=8,8 moli di H2O

La risposta al problema è dunque

4,4 × PM(MnO2)= 4,4 x 86,94=382 g di MnO2 necessari
17,6 × PM(HCl)= 17,6 x 36,5=641 g di HCl necessari
4,4 × PM(MnCl2)= 4,4 x 125,85=663 g di MnCl2 ottenuti
8,8 × PM(H2O)= 8,8 x 18=158 g di H2O ottenuti