Laboratorio di Chimica
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Laboratorio di Chimica Testi Consigliati. Laboratorio di Chimica , M. Consiglio, V. Frenna, S. Orecchio. Elementi di Chimica Analitica , D. C. Harris, Ed. Zanichelli Esercitazioni numeriche e di laboratorio di Chimica di base F. Rossi, D.Tesauro, M. Saviano, A. Randazzo Ed. Loghia.

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Laboratorio di Chimica Testi Consigliati

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Presentation Transcript


Laboratorio di chimica testi consigliati

Laboratorio di ChimicaTesti Consigliati

Laboratorio di Chimica,

M. Consiglio, V. Frenna, S. Orecchio

Elementi di Chimica Analitica,

D. C. Harris, Ed. Zanichelli

Esercitazioni numeriche e di laboratorio di Chimica di base

F. Rossi, D.Tesauro, M. Saviano, A. Randazzo Ed. Loghia

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http://dipcia.unica.it/personale/ricercatori/aragoni/aragoni.htm

ATTIVITÀ DIDATTICA. È docente incaricato per il Corso di Laboratorio di Chimica (Corso B) per il primo anno dei Corsi di Laurea in Scienze Biologiche. È docente incaricato del corso di Prevenzione e Sicurezza nei Laboratori Chimici e Chimica Supramolecolare del Corso di Studi in Chimica.

ftp://dipcia.unica.it/pub/didattica/CdL_SB/Lab_Chim_I_anno/


Laboratorio di chimica testi consigliati

Laboratorio di ChimicaCalendario Lezioni

9:15 - 13:00

Tutoraggio: Martedì pomeriggio dalle 15:00 alle 17:00


Laboratorio di chimica testi consigliati

Laboratorio di ChimicaCalendario Esoneri

Martedì 13 Maggio

Lunedì 16 Giugno


Laboratorio di chimica testi consigliati

Nomenclatura

Ossidi

Sono composti formati dall’unione di un elemento qualsiasi con l’ossigeno

Negli ossidi l’ossigeno ha stato di ossidazione –2

OSSIDI BASICI metallo + ossigeno

per reazione con H2O danno: IDROSSIDI o BASI 

OSSIDI ACIDI o ANIDRIDI non metallo + ossigeno

per reazione con H2O danno: ACIDI OSSIGENATI o OSSOACIDI 

OSSIDI ANFOTERI

mostrano comportamento acido o basico a seconda dell’ambiente di reazione


Laboratorio di chimica testi consigliati

Nomenclatura

Ossidi

La formula molecolare si ottiene scrivendo prima il metallo e poi l’ossigeno e assegnando successivamente a ciascuno dei due elementi come “indice” il numero di ossidazione dell’altro. Se possibile, semplificare dividendo per il M.C.D. (massimo comun divisore).

Ossido di sodio

Na O

stox +1stox -2

Na2O1

Na2 O1

Na2O

Ossido di bario

Ba O

stox +2stox -2

Ba2 O2

Ba2O1

BaO


Laboratorio di chimica testi consigliati

Nomenclatura

Ossidi

Ossido di (nome del metallo)

Li2OOssido di litio

CaOOssido di calcio

IUPAC

Uso di prefissi che indichino il numero relativo degli atomi

mono = 1 ; di = 2 ; tri = 3 ; tetra = 4 ; penta = 5 ; esa = 6

Vecchia Nomenclatura

Nomenclatura di Stock

Stox del metallo tra parentesi tonde

Stox basso suffisso -oso

FeOOssido ferrosoOssido di ferro (II)

Hg2OOssido mercurosoOssido di mercurio (I)

Stox alto suffisso -ico

Fe2O3Ossido ferrico Ossido di ferro (III)

HgOOssido mercurico

Ossido di mercurio (II)

HgO


Laboratorio di chimica testi consigliati

Nomenclatura

Esempi - Ossidi

metallo

stox

formula

nomenclatura

Stock

IUPAC

tradizionale

Li

+1

Li2O

Ossido di litio

Ossido di litio

Ossido di dilitio

Mg

MgO

Ossido di magnesio

Ossido di magnesio

Ossido di magnesio

+2

Cu

+1

+2

Cu2O

Ossido rameoso

Ossido di rame (I)

Ossido di dirame

CuO

Ossido rameico

Ossido di rame (II)

Ossido di rame

Cr

+2

+3

CrO

Ossido cromoso

Ossido di cromo (II)

Ossido di cromo

Cr2O3

Ossido cromico

Ossido di cromo (III)

Triossido di dicromo

Ni

+2

NiO

Ossido di nichel

Ossido di nichel

Ossido di nichel


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Nomenclatura

Anidridi

Nel'attuale nomenclatura ufficiale le anidridi vengono classificate come ossidi che vengono definiti come tali indicandone la composizione

Esempio:

CO2 = diossido di carbonio e non anidride carbonica

Il termine anidride è comunque tuttora usato nella nomenclatura comune.


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Nomenclatura

Anidridi

Anidride (aggettivo derivante dal nome del non-metallo)

Stox basso suffisso –osa

Stox altosuffisso -ica

Nel caso di non-metalli aventi più di due stati di ossidazione, oltre ai suffissi, si usano i seguenti prefissi:

Stox basso prefisso ipo-

Stox altoprefisso per-

Cl2OAnidride ipoclorosa

Cl2O3Anidride clorosa

Cl2O5Anidride clorica

Cl2O7Anidride perclorica


Laboratorio di chimica testi consigliati

Nomenclatura

Esempi – Ossidi acidi (Anidridi)

metallo

stox

formula

nomenclatura

Stock

IUPAC

tradizionale

Si

+4

SiO2

anidride silicica

ossido di silicio

diossido di silicio

S

+4

+6

SO2

anidride solforosa

ossido di zolfo (IV)

diossido di zolfo

S2O3

anidride solforica

ossido di zolfo (VI)

triossido di dizolfo

N

+3

+5

N2O3

anidride nitrosa

ossido di azoto (III)

triossido di diazoto

N2O5

anidride nitrica

ossido di azoto (V)

pentossido di diazoto

C

+2

+4

CO

ossido di carbonio

os. di carbonio (II)

ossido di carbonio

CO2

anidride carbonica

os. di carbonio (IV)

diossido di carbonio


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Nomenclatura

Idrossidi

OH- ione idrossido

Formula molecolare

scrivere prima il metallo

scrivere (OH)n (n = stox metallo)

Nomenclatura IUPAC

stesse regole degli ossidi con il termine ossido di sostituito daidrossido di

Idrossido di (nome del metallo)

Stox basso suffisso –oso

Stox altosuffisso -ico

NaOHIdrossido di sodio

Mg(OH)2Idrossido di magnesio

CuOHIdrossido rameoso

Cu(OH)2Idrossido rameico

Idrossido di rame (I)

Idrossido di rame

Idrossido di rame (II)

diidrossido di rame

Cu(OH)2


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Nomenclatura

Idracidi

Combinazione diretta di H con non-metalli: alogeni (F, Cl, Br, I), S e cianuro (CN-)

H stox +1

non metalli stox negativo

Nomenclatura IUPAC

nome del nonmetallo desinenza -uro seguito dal termine di idrogeno

Formula molecolare

HnX (n = stox non-metallo X)

Nome

ACIDO non-metallo-idrico

HClAcido cloridricoCloruro di idrogeno

H2SAcido solfidricoSolfuro di idrogeno

HCNAcido cianidricoCianuro di idrogeno

HBrAcido bromidricoBromuro di idrogeno

HFAcido fluoridricoFluoruro di idrogeno

H2SeAcido selenidricoSeleniuro di idrogeno


Laboratorio di chimica testi consigliati

Nomenclatura

Ossiacidi

Composti ternari

HOnon metallo

gli ossidi di alcuni metalli negli stox più alti hanno caratteristiche acide V, Cr, Mn

Nome

si sostituisce “ossido” o “anidride” con il termine “acido”

Formula molecolare

H2O + ossido acido

Anidride solforosaSO2 + H2OH2SO3 Acido solforoso

Anidride solforicaSO3 + H2OH2SO4 Acido solforico

Anidride ipoclorosaCl2O + H2O (H2Cl2O2) HClO Acido ipocloroso

i prefissi meta-, orto- e piro- che vengono usati per distinguere il diverso grado di idratazione dell'ossoacido


Laboratorio di chimica testi consigliati

Nomenclatura

Ossiacidi

Nomenclatura IUPAC

acido + enneosso + nonmetallo-ico (stox)

H2SO4acido tetraossosolforico (VI)

H2SO3 acido triossosolforico (IV)

HClO2 acido diossoclorico (III)

HClO4 acido tetraossoclorico (VII)

H2CO3 acido triossocarbonico (IV)


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-oso-ito

–ico-ato

Nomenclatura

Sali

Derivati da idracidi

nome del nonmetallo desinenza -uro seguito dal termine di “nome metallo”

Cloruro di Sodio NaCl

Solfuro di alluminio Al2S3

HgI2

Derivati da ossocidi

nome del residuo acido

prefissi e desinenze funzione dello stox

seguito dal termine di “nome metallo”

CuS

Ag3PO4

Ipoclorito di sodioNaClO

Solfato di Calcio CaSO4

Cromato di Potassio K2CrO4


Laboratorio di chimica testi consigliati

Nomenclatura

Sali

  • Se non tutti gli atomi di idrogeno sono sostituiti

  • il nome dell’anione si fa precedere dal prefisso “idrogeno-”

  • il nome dell’anione si fa precedere dal prefisso “bi-”

  • al nome dell’anione segue l’aggettivo “acido”

Fe(HSO4)2 Idrogenosolfato di ferro (II)

Bisolfato di ferro (II) [o ferroso]

Solfato acido di ferro (II)

KHCO3 Idrogenocarbonato di potassio

Bicarbonato di potassio

Carbonato acido di potassio


Laboratorio di chimica testi consigliati

Nomenclatura

Sali

Nomenclatura IUPAC

Derivati da idracidi

nome del nonmetallo desinenza -uro

seguito dal termine di “nome metallo”

prefissi indicanti il n° di atomi

NaClcloruro di sodio

Cu2S solfuro di dirame

CuS solfuro di rame

Derivati da ossoacidi

residuo acido -ato + (stox nm) di “metallo” + (stox M)

[se possibili più stox]

LiClO2 diossoclorato (III) di litio

Fe(ClO4)3 tetraossoclorato (VII) di ferro (III)

Na2CO3 triossocarbonato (IV) di sodio

CuSO4 tetraossosolfato (VI) di rame (II)


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Esercizi

Scrivere i nomi dei seguenti composti e lo stato di ossidazione del metallo e/o del non-metallo

Mg(OH)2; Na2O; N2O3; Fe(OH)2; SiO2; H2SiO3; Br2O5; I2O7; Cl2O; H2SO3; H2CrO4; FeSO3; Ba(OH)2; NaClO4; NH4NO3; HBrO3; NaHSO4; Al2(SO4)3; NaHS; K2O; Cu2O; LiOH; HBrO; Al(OH)3; B2O3; CO2; SO3; Al2(CO3)3; N2O5; CaO; Al2O3; H2CO3; HNO2; HNO3; HCrO2; MgO; K2Cr2O7; CaCrO4; HBrO2; HBrO4; H2MnO4; HMnO4; K2SO4; CuOH; MgSO3; Fe2O3; CaHPO4; Fe(HSiO3)2; SO2


Laboratorio di chimica testi consigliati

Esercizi

Scrivere la formula chimica dei seguenti composti e lo stato di ossidazione del metallo e/o del non-metallo

Cloruro rameoso; fluoruro di litio; acido cloridrico; bromuro ferroso; fosfato di calcio; solfato di potassio; solfato acido di sodio; anidride carbonica; idrossido ferroso; solfito ferrico; fosfato acido di alluminio; bicarbonato di cadmio; fosfito di zinco; anidride fosforosa; anidride fosforica; cloruro di cobalto; ammoniaca; carbonato di cobalto; permanganato di sodio; perclorato di nichel; nitrato di calcio; acido solfidrico; acido solforoso; acido solforico.


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Le Soluzioni

Sistema omogeneo che contiene due o più sostanze

solventesoluto

La densità è la massa dell’unità di volume della soluzione

H2O d = 1 g/cm3

Una soluzione acquosa di HBr al 48.5% ha una densità di 1.488 g/cm3

Una soluzione di acido solforico al 96.4% ha una densità di 1.835 g/cm3


Le soluzioni solubilit e miscibilit

È la quantità massima di sostanza che può sciogliersi in un dato solvente. La solubilità è generalmente espressa in moli/L o in g/L.

Composti solubilis > 10 g /L

Composti insolubili s < 1 g /L

Soluzione INSATURA

Soluzione SATURA

Solvente + Soluto

Le SoluzioniSolubilità e Miscibilità

Quando soluto e solvente sono liquidi, si parla di MISCIBILITÀ


Le soluzioni fattori che influenzano la solubilit

Solvente Covalente Polare o Ionico: CH3OH, H2O, etc.

Solvente Covalente Apolare:

CHCl3, Idrocarburi, etc.

Soluti Covalenti Polari o Ionici:

Acidi, Sali, etc.

Soluti Covalenti Apolari:

Composti organici

+

+

+

-

-

Le Soluzioni Fattori che influenzano la solubilità

Il simile scioglie il suo simile

Fattori Entropici

Fattori Entalpici

Perdita ordine molecolare del Soluto e del Solvente

Formazione legami intermolecolari Soluto-Solvente

Forze Intermolecolari Solvente

Forze Intermolecolari Soluto (Energia Reticolare)

Calore di Solvatazione

Entropia di Solubilizzazione

Calore di Solubilizzazione

-

+

DG = DH-TDS

Endotermica Esotermica


Le soluzioni solubilit degli elettroliti

CO32-

OH-

S2-

NO3-

Cl-

SO42-

NaCl(s)Na+(aq) + Cl-(aq)

Pb(NO3)2(s) Pb2+(aq) + 2 NO3-(aq)

BaCO3(s) Ba2+(aq) + CO32-(aq)

Pb(OH)2(s) Pb2+(aq) + 2 OH-(aq)

Le Soluzioni Solubilità degli elettroliti

Elettroliti Forti: sono completamente dissociati in H2O

Composti solubilis > 0.1 mol/L

Composti insolubili s < 0.1 mol/L

Quando si indica la concentrazione della soluzione si fa riferimento alla Concentrazione Analitica

Elettroliti Deboli: sono parzialmente dissociati in H2O


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Reazioni e relazioni ponderali


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Reazioni in soluzione acquosa

Quando è possibile prevedere una reazione chimica fra due o più specie ?

Le reazioni possono essere:

1 – di precipitazione

2 – acido-base

3 – di metatesi

4 - di ossidoriduzione (redox) fra un ossidante ed un riducente

In soluzione acquosa, si verificherà una reazione chimica fra due o più elettroliti se le combinazioni degli ioni che da essi derivano formano:

un sale insolubile

un elettrolita debole

un gas


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Solubilità dei composti chimici

  • Sono solubili:

    • I sali dei metalli alcalini e dello ione ammonio (NH4+).

    • I nitriti, nitrati, clorati, perclorati ed acetati.

  • (L'acetato di Ag+ ed il perclorato di K+ sono moderatamente solubili).

    • Gli alogenuri, con eccezione dei sali di Pb2+, Ag+ ed Hg22+; PbCl2 é debolmente solubile.

    • I solfati;i solfati di Ca2+ ed Ag+ sono moderatamente solubili;i solfati di Sr2+, Ba2+, Pb2+,ed Hg22+ sono insolubili.

  • Sono insolubili (Eccetto i sali del precedente punto 1):

    • I carbonati, cromatie fosfati.

    • I solfuri; tranne i sali dei metalli alcalini e alcalino-terrosi.

    • Gli idrossidi sono generalmente insolubili eccetto quelli dei metalli alcalini che sono solubili. Gli idrossidi di Ca2+, Sr2+ e Ba2+ sono moderatamente solubili.

    • Tutti gli ossidi dei metalli eccetto quelli dei metalli di alcalini e di Ca2+, Sr2+ e Ba2+ sono insolubili. Gli ossidi dei metalli, quando si sciolgono, reagiscono con l'acqua per formare idrossidi, per esempio:

  • CaO + H2O → Ca2+ + 2OH-


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Elettroliti

Elettroliti forti:

Acidi forti es. HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4.

Basi forti es. gli idrossidi alcalini ed alcalino terrosi.

Sali la maggior parte dei sali inorganici ed organici.

Elettroliti deboli

La grande maggioranza di acidi e basi inorganici ed organici.

Gli alogenuri e i cianuri di metalli pesanti, per es. Pb ed Hg, sono spesso

elettroliti deboli

Non-elettroliti

H2O

La grande maggioranza dei composti organici.


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Sviluppo di gas

CO2CO32- + 2H+ → H2CO3 → CO2(g) + H2O

Carbonati, bicarbonati

H2SS2- + 2H+ → H2S(g)

Solfuri, purché non estremamente insolubili

SO2SO32- + 2H+ → H2SO3 → SO2(g) + H2O

Solfiti, bisolfiti

NO, NO22NO2- + 2H+ → 2HNO2 → H2O + NO(g) + NO2(g)

▼ ▼

Nitriti colore bruno

3HNO2 → H2O + 2NO(g) + HNO3 (aq)

NH3NH4+ + OH- → NH3(g) + H2O

Sali di ammonio


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Gas in soluzione acquosa

SOLUBILITÁ IN ACQUA DEI GAS PIÚ COMUNI

(Litri di gas/litro di H2O) a 20°C

Gas poco solubili:N2 (0.015)H2(0.018)

CO (0.023)O2 (0.031)

Gas abbastanza solubiliCO2 (0.88)Cl2 (2.0)

H2S (2.58)

Gas molto solubili:SO2 (39.4)HCl (475)

NH3 (700)


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Reazioni in soluzione acquosa

1) Dissociazione elettrolitica

CuCl2(aq) + NaOH(aq)Cu2+ + 2 Cl- + Na+ + OH-

2) Individuazione prodotto insolubile

Cu(OH)2 idrossido insolubile

Na+, Cl-

3) Individuazione ioni spettatori

4) Bilanciamento di massa e carica

Cu2+ + 2 OH-Cu(OH)2


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Formazione di un sale insolubile


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Reazioni in soluzione acquosa

1) Dissociazione elettrolitica

NH4NO3(aq) + NaCl(aq)NH4+ + NO3- + Na+ + Cl-

2) Individuazione prodotto insolubile

Nessuno !

Le possibile combinazioni (NH4NO3, NH4Cl, NaNO3, NaCl)

non corrispondono a composti insolubili, ad elettroliti

deboli, non sviluppano gas


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Reazioni in soluzione acquosa

1) Dissociazione elettrolitica

HCl(aq) + CH3COOK(aq)H+ + Cl- + CH3COO- + K+

2) Individuazione elettrolita debole

CH3COOH

K+, Cl-

3) Individuazione ioni spettatori

4) Bilanciamento di massa e carica

H+ + CH3COO- CH3COOH


Laboratorio di chimica testi consigliati

Reazioni in soluzione acquosa

1) Dissociazione elettrolitica

HCl(aq) + NaOH(aq)H+ + Cl- + Na+ + OH-

2) Individuazione elettrolita debole

H2O

Na+, Cl-

3) Individuazione ioni spettatori

4) Bilanciamento di massa e carica

H+ + OH- H2O


Laboratorio di chimica testi consigliati

Reazioni in soluzione acquosa

1) Dissociazione elettrolitica

Na2CO3(aq) + HCl(aq)2 Na+ + CO32- + H+ + Cl-

2) Formazione di un gas

H2CO3 CO2 + H2O

Na+, Cl-

3) Individuazione ioni spettatori

4) Bilanciamento di massa e carica

CO32- + 2 H+CO2 + H2O


Laboratorio di chimica testi consigliati

Reazioni in soluzione acquosa

CaCO3(aq) + HCl(aq)→

NaOH(aq) + HCl(aq) →

CH3COONa (aq) + NaOH(aq) →

CH3COONa (aq) + HCl(aq) →

NH4Cl(aq) + NaOH(aq) →

KCl(aq) + HNO3(aq)→

HCl(aq) + KNO3(aq)→

Na2S(aq) + HCl(aq) →

Na2CO3(aq) + BaCl2(aq) →

Na3PO4(aq) + NiCl2(aq)→


Laboratorio di chimica testi consigliati

Reazioni in soluzione acquosa

CoCl2(aq) + AgNO3(aq)→

CuSO4(aq) + BaCl2(aq)→

FeCl3(aq) + NaOH(aq)→

Na2CO3(aq) + CuSO4(aq) →

CoCl2(aq) + NaOH(aq) →

KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) →

KI(aq) + AgNO3(aq) →


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