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Introduzione alla chimica Nivaldo, prof. Gaia Naponiello, Sintesi del corso di Chimica

Riassunti di introduzione alla chimica con integrazione di appunti. Corso di Chimica e didattica della chimica professoressa Gaia Naponiello Scienze della formazione primaria Roma 3

Tipologia: Sintesi del corso

2017/2018

Caricato il 11/06/2018

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micaela-d-aniello 🇮🇹

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CHIMICA E DIDATTICA DELLA CHIMICA professoressa Gaia Naponiello
La chimica studia la materia classificabile in base a:
Forma e Dimensione;
Colore;
Stato (solido, liquido, aeriforme);
Odore.
LA MATERIA:
Stati di aggregazione descrivono la disposizione e l’interazione degli elementi costitutivi della materia
Stato solido: gli atomi e le molecole sono di sposti in posizioni fisse poiché le
particelle sono legate da forze molto intense che consentono solo
moti di vibrazione e oscillazione intorno a un punto fisso.
Solidi:
Cristallini: atomi e molecole disposti in strutture geometriche
ordinate e ripetitive (ex. Diamante);
Amorfi: non presenta disposizioni in strutture
geometriche ordinate (ex. Plastica).
Stato liquido: le particelle sono legate da forze meno intense e pertanto sono libere
di muoversi, pur continuando a interagire fra loro.
Stato gassoso: ogni particella si muove indipendentemente dalle altre poiché le
forze che le legano sono estremamente deboli.
Stato plasmatico: definito come il quarto stato di aggregazione della materia, il
plasma è simile a un gas, ma è ionizzato, cioè costituito da un
insieme di elettroni e ioni, ed è globalmente neutro.
Proprietà caratteristiche di ogni stato di aggregazione della materia:
solido ha una forma e un volume proprio; è incomprimibile
liquido ha un volume proprio, ma assume la forma del recipiente; è incomprimibile
gas ha la proprietà di occupare tutto lo spazio possibile, assume la forma del recipiente in cui è
contenuto ed è comprimibile
Esempio didattico: far capire al bambino che l’aria, intesa come gas, ha un peso
gonfiare un palloncino attaccare a un’estremità di una stampella il palloncino gonfio e all’altra uno sgonfio
esempio didattico per far capire che l’aria occupa uno spazio
gonfiare un palloncino in una bottiglia vuota (non si gonfia)
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CHIMICA E DIDATTICA DELLA CHIMICA professoressa Gaia Naponiello La chimica studia la materia → classificabile in base a:

  • (^) Forma e Dimensione;
  • Colore;
  • Stato (solido, liquido, aeriforme);
  • Odore.

LA MATERIA:

Stati di aggregazione descrivono la disposizione e l’interazione degli elementi costitutivi della materia Stato solido : gli atomi e le molecole sono di sposti in posizioni fisse poiché le particelle sono legate da forze molto intense che consentono solo moti di vibrazione e oscillazione intorno a un punto fisso. Solidi:

  • Cristallini: atomi e molecole disposti in strutture geometriche ordinate e ripetitive (ex. Diamante);
  • (^) Amorfi: non presenta disposizioni in strutture geometriche ordinate (ex. Plastica). Stato liquido : le particelle sono legate da forze meno intense e pertanto sono libere di muoversi, pur continuando a interagire fra loro. Stato gassoso : ogni particella si muove indipendentemente dalle altre poiché le forze che le legano sono estremamente deboli. Stato plasmatico : definito come il quarto stato di aggregazione della materia, il plasma è simile a un gas, ma è ionizzato, cioè costituito da un insieme di elettroni e ioni, ed è globalmente neutro. Proprietà caratteristiche di ogni stato di aggregazione della materia:
  • (^) solido ha →una forma e un volume proprio; è incomprimibile
  • liquido ha →un volume proprio, ma assume la forma del recipiente; è incomprimibile
  • gas ha→ la proprietà di occupare tutto lo spazio possibile, assume la forma del recipiente in cui è contenuto ed è comprimibile Esempio didattico : far capire al bambino che l’aria, intesa come gas, ha un peso gonfiare un palloncino attaccare a un’estremità di una stampella il palloncino gonfio e all’altra uno sgonfio esempio didattico per far capire che l’aria occupa uno spazio gonfiare un palloncino in una bottiglia vuota (non si gonfia)

I PASSAGGI DI STATO : Per passaggio di stato s’intende la trasformazione della materia da uno stato fisico all’altro in seguito a variazioni di temperatura e pressione, che implicano una variazione di energia nel sistema. Evaporazione : avviene quando alcune delle molecole si muovono velocemente possedendo energia sufficiente per liberarsi dalla superficie del liquido. La velocità di vaporizzazione si accresce se:

  • aumenta l’area superficiale;
  • aumenta la temperatura;
  • diminuiscono le forze intermolecolari. I liquidi che evaporano velocemente vengono detti volatili, mentre quelli che non evaporano velocemente vengono detti non volatili. La velocità con cui il liquido evapora è diversa da liquido a liquido. Evaporazione: fenomeno che riguarda solo la superficie del liquido. Ebollizione: fenomeno che riguarda l’intera massa del liquido. Processo endotermico quando un liquido viene convertito in un gas assorbe calore, poiché occorre energia per separare le molecole dal resto del liquido.

Forze di Coesione Le particelle in superficie devono vincere forze di attrazione di minore entità rispetto a quelle presenti all’interno del liquido

Condensazione : trasformazione opposta all’evaporazione. Tale trasformazione si può eseguire:

  • a temperatura costante per compressione, se la temperatura dell'aeriforme è inferiore a quella critica;
  • per raffreddamento con una fonte esterna. Processo esotermico quando un gas condensa in un liquido rilascia calore. Fusione : avviene quando gli atomi e le molecole possiedono energia termica sufficiente per vincere le forze intermolecolari che li tengono insieme nei loro punti stazionari, e il solido diventa liquido. Processo endotermico il calore viene assorbito quando un solido diventa liquido.
  1. Antica Grecia (300-500 a.C.) a. La teoria dei quattro elementi (geocentrismo di Aristotele); b. (^) La teoria dell’indivisibile (atomismo di Democrito).
  2. Antico Egitto (200-300 d.C.) a. Gli albori dell’Alchimia (= alle” origini” della chimica).
  3. Oroburos: i secoli di “buio” scientifico (300 d.C. -1100)
  4. Invenzione della stampa: diffusione della teoria atomistica
  5. Gli albori della chimica moderna: Lavoisier (XVIII secolo).
  6. Proust: legge delle proporzioni definite (1799)
  7. Dalton: affermazione dell’Atomismo a. La legge elle proporzioni multiple (inizio 1800); b. Modello atomico di Dalton
  8. (^) L’Atomo oggi: a. modello di Thomson; b. modello di Rutherford; c. modello di Bohr; d. modello quanto-meccanico.
  9. Verso la classificazione: il sistema periodico a. Le difficoltà della classificazione secondo il peso atomico; b. La scoperta di Avogadro: La legge di Avogadro; c. La tavola periodica di Mendleev; d. La scoperta di nuovi elementi: lo spettroscopio di Khirchhoff.
  10. La moderna tavola periodica

1a. Aristotele considerava gli elementi come combinazione di due coppie di caratteri opposti (intese come qualità derivate dalla percezione tattile): caldo opposto a freddo, secco opposto a umido. Dalle possibili associazioni si originano i 4 elementi: fuoco (caldo + secco), aria (caldo

  • umido), acqua (freddo + umido), terra (freddo + secco). 1b. Leucippo e Democrito (ca. 450 ca. 380 a.C.) teorizzarono che la materia fosse composta da particelle piccole e indivisibili. Continuando a dividere la materia in parti sempre più piccole, si sarebbe dovuti arrivare a particelle indistruttibili chiamati atomos (indivisibili). Secondo la teoria atomistica le sostanze reali erano costituite da miscugli di atomi dei vari elementi ed era

inoltre possibile trasformare una sostanza in un altra modificando la natura del miscuglio. 2a. Alchimia: Scienza legata alla religione (Toth dio della saggezza è la fonte di ogni sapere chimico), diventa misteriosa, una scienza occulta ricca di simboli segreti. Obiettivo degli alchimisti: trasmutazione dei metalli in ORO. I sette metalli: oro, argento, mercurio, rame, ferro, stagno, piombo, erano in relazione con i sette astri: Sole, Luna, Mercurio, Venere, Marte, Giove, Saturno, ed entrambi connessi con le parti anatomiche e le viscere dell'uomo.

  1. Con l'arrivo degli Arabi in Egitto il progresso dell'alchimia greco-egiziana rimase nelle mani degli arabi per circa 5 secoli. Si diffusero gli studi sulla trasmutazione dei metalli in oro (Giabir 760-815), solo intorno al 1000 cominciarono ad essere messi in discussione grazie agli studi del medico Avicenna.
  2. L'invenzione della macchina per la stampa di Gutenberg (1397-1468) rese note anche teorie impopolari. Il poema di Lucrezio raggiunse tutta l'Europa e contribuì al diffondersi della teoria atomistica. Iniziava il risveglio scientifico dell'Europa.

Gli esperimenti di Boyle (1627-1691) sui gas ebbero un impatto decisivo per l'affermazione della teoria atomistica. Boyle scoprì la relazione di proporzionalità inversa dei gas che riguarda il volume e la pressione: se l'aria non fosse stata costituita da atomi separati da uno spazio vuoto non sarebbe stata comprimibile (visione discontinua). Liquidi e Solidi rimanevano legati ad una visione della materia come un continuo ( incomprimibili poiché le particelle che li costituiscono sono già a stretto contatto e non possono essere costretti ad avvicinarsi ulteriormente). Ex. Premere lo stantuffo di una siringa contenente aria e una acqua tappando il buco Pressione: la forza per unità di area che risulta dalle collisioni di particelle di gas sulle superfici circostanti.

LA MATERIA: VISIONE

CONTINUA E

DISCONTINUA