Chimica - Manuale di teoria ed esercizi

Ulrico Hoepli

• Publisher: Hoepli
• Year: 2018
• ISBN:
  9788820382582
• Topic: Manuali di studio
• Subtopic: Guide di studio

Un Manuale di Teoria ed Esercizi adatto per studiare tutti gli argomenti di chimica richiesti nei test di ammissione universitari. Suddiviso in 11 capitoli ben organizzati, affronta tutti gli argomenti con una struttura che prevede la trattazione teorica completa di esempi seguita da una pagina di esercizi, dai più semplici ai più difficili da risolvere. In fondo al volume, una serie di esercizi supplementari per facilitare il ripasso e aiutare a fissare bene i concetti. Tutti gli esercizi presenti nel volume sono sempre risolti e commentati, così da verificare immediatamente il proprio livello di preparazione e confrontare il metodo di risoluzione di ogni quesito.

La materia

La chimica è una delle scienze naturali: è una scienza sperimentale e si può considerare una scienza qualitativa e quantitativa. essa studia la materia e le sue proprietà, la sua composizione e le sue trasformazioni. I trasferimenti di energia sono conseguenze e causa delle trasformazioni chimiche. Un altro argomento fondamentale, che la chimica tratta, è lo studio dei materiali: oggi infatti buona parte dei materiali è artificiale, ovvero trasformata chimicamente.

Secondo la definizione della American Chemical Society, la chimica studia:

• gli elementi chimici allo stato libero e aggregato (la materia);

• le reazioni, le trasformazioni e le interazioni tra gli elementi chimici e i loro composti;

• la determinazione, il controllo e la previsione, l'interpretazione e l'analisi, l'applicazione e i meccanismi dei processi citati nel punto precedente; i fenomeni fondamentali e le forze naturali che intervengono in tali processi.

Gli elementi chimici e le loro combinazioni costituiscono la base della materia: sono i mattoni di cui è fatto l'universo. La chimica è perciò la scienza che indaga in che modo si costruisce la materia e in che modo – cioè con quali leggi – la materia si trasforma.

Per quanto concerne la chimica in senso stretto, tradizionalmente si distingue tra chimica inorganica e chimica organica.

Gli argomenti trattati nel capitolo sono i seguenti:

• Materia ed energia

• Sistemi, fasi e miscele

Materia ed energia

1. Definizioni

• Materia: è il termine generale usato per identificare tutto ciò che ci circonda, un miscuglio di innumerevoli sostanze differenti nelle diverse fasi solida, liquida e aeriforme. È tutto ciò che possiede una massa, occupi uno spazio (ha perciò un volume) e possa essere percepito dai nostri sensi.

• Massa: è una proprietà intrinseca dei corpi. Una definizione classica è quella data dalla seconda legge della dinamica di Newton, secondo la quale la massa m è la costante di proporzionalità tra la forza F applicata a un corpo e l'accelerazione a che ne deriva:

F = m · a (F è un vettore come a)

Essendo una proprietà intrinseca dei corpi, la massa non varia nello spazio. L'unità di misura della massa nel sistema internazionale è il chilogrammo (kg). La massa di un corpo è una misura della sua capacità di opporsi alla variazione del suo stato di quiete o di moto.

• Peso: strettamente associato al concetto di massa, il peso è una forza che la Terra, o più in generale un corpo celeste, esercita su un corpo posto in prossimità della sua superficie. È un vettore diretto radialmente verso il centro della Terra, di modulo P, legato alla massa m dalla relazione

P = m · g

dove g = accelerazione di gravità (mediamente 9,81 m/s² sulla Terra).

Perciò l'unità di misura del peso è: kg · m/s² = 1 N.

• Energia: non è facile dare una definizione precisa di energia: nel trasformarsi, la materia acquista o cede energia; l'energia è la capacità di svolgere lavoro da parte del sistema in esame. L'energia può presentarsi in forme diverse: energia meccanica, termica, elettrica, chimica, nucleare... Ogni forma può essere convertita nell'altra.

• Lavoro (L): può essere sempre ricondotto al caso in cui un corpo viene spostato da una forza. Nel caso semplice di forza costante e traiettoria rettilinea, il lavoro è il prodotto dello spostamento subito dal corpo (s) per la componente F_// della forza applicata lungo la direzione del moto:

L = F · s

L'unità di misura dell'energia è il joule (J): 1 J = 1 kg ...