REAZIONI CHIMICHE
Le sostanze che partecipano ad una reazione chimica sono:
reagenti SX
prodotti DX (quelle che si formano)
Durante le reazioni, atomi, molecole e ioni interagiscono tra loro e si riassestano per formare nuove sostanze.
Regole delle equazioni chimiche:
1) I reagenti sono separati dai prodotti da una freccia che indica la direzione della reazione; una doppia freccia indica che la reazione è reversibile cioè che può procedere sia verso destra che verso sinistra e che esiste un equilibrio tra i reagenti e i prodotti.
2) I reagenti sono scritti a sinistra mentre i prodotti a destra della freccia. Un segno + è posto tra i diversi reagenti e prodotti.
3) Le condizioni necessarie per far procedere la reazione possono essere scritte sopra o sotto la freccia. Ad esempio, un segno "delta" sopra la freccia indica che la reazione richiede calore.
4) I coefficienti (numeri interi) posti davanti alle formule delle sostanze (ad es. 2 H2O) indicano il numero di unità (atomi, molecole, ioni o moli ) di ogni sostanza che partecipa alla reazione. Il coefficiente 1 si sottointende.
bilanciamento delle equazioni chimiche
Per rappresentare i rapporti quantitativi tra le sostanze che partecipano ad una reazione è necessario bilanciare l'equazione, occorre cioè fare in modo che essa contenga lo stesso numero di atomi di ciascuno elemento sia a destra (prodotti) che a sinistra (reagenti) della freccia. Questo si effettua in accordo con il principio di conservazione della massa.
stechiometria
è il ramo della chimica che studia le relazioni numeriche fra elementi e composti e le proporzioni secondo le quali gli elementi e i composti si combinano e prendono parte alle reazioni chimiche.
KEP
Costante di equilibrio varia con temperatura e pressione.
Teoria delle collisioni
Le reazioni avvengono quando gli urti tra le molecole dei reagenti diventano efficaci (quando l’energia cinetica supera la barriera energetica detta energia di attivazione).
Catalizzatori
Atomi, molecole o enzimi che nelle reazioni biologiche aiutano a superare la barriera di energia di attivazione.
Le reazioni si definiscono
In fase omogenea tra reagenti della stessa fase (liquido – liquido)
In fase eterogenea tra reagenti in fase diversa (liquido – gas)
STATO LIQUIDO
Biologicamente il più importante perché intermedio.
Tensione di vapore: Proprietà dello stato liquido in sistema chiuso di raggiungere un equilibrio dinamico tra le molecole allo stato liquido e quello gassoso. La pressione del gas è ben definita.
SOLUZIONI
Una soluzione è un sistema omogeneo di due o più componenti, in cui i componenti sono presenti allo stato atomico o molecolare e risultano pertanto inosservabili.
solvente la sostanza presente in quantità maggiore
soluto (o soluti) la sostanza (o le sostanze) presente in minor quantità.
Le soluzioni gassose (gas in gas) vengono normalmente dette miscele gassose.
Le soluzioni solide sono dette leghe.
Le soluzioni liquide in cui un soluto si scioglie in un liquido dette soluzioni acquose (l'acqua).
Sospensioni il soluto fisicamente distinguibile dal liquido
Colloide stato a metà tra soluzione e sospensione
Solubilità Capacità di una sostanza di sciogliersi in un’altra formando un sistema omogeneo (monofasico)
Fattori: natura e temperatura.
Classificazione soluti e solventi
Polari
Apolari
Idrofobici
Soluzione satura costituita da due fasi: una liquida e una solida (corpo di fondo)
Elettroliti
sostanze (acidi, basi o sali) che disciolte in acqua o in altri solventi si dissociano in ioni, cioè in atomi dotati di carica elettrica positiva o negativa. Gli elettroliti possono essere forti o deboli a seconda del maggiore o minor grado di dissociazione, cioè a seconda del numero delle molecole dissociate.
ACQUA
H2O composto chimico largamente diffuso allo stato liquido, solido e di vapore.
Ha elevato potere solvente nei confronti di tutte le sostanze solide dissociabili in ioni in soluzione (acidi, basi, sali).
Salinità dell’acqua (sali disciolti); durezza (sali incrostanti, es. carbonato di calcio e magnesio)
Favorisce il passaggio in soluzione di soluti specialmente ionici (idratazione).
Si definisce:
neutra qualunque soluzione acquosa che contenga uguale concentrazione di ioni negativi OH- e ioni positivi H+
acida quando prevalgono ioni H+ (idrogeno).
basica ioni OH- (idrossido).
La Scala del PH (14 gradi) serve a misurare l’acidità di una soluzione: pH1 = acida; pH7 = neutra; pH14 basica.
Sistema tampone
sistema chimico capace di neutralizzare l'aggiunta di moderate quantità di acidi o basi forti, e quindi di mantenere costante il grado di acidità o pH di una soluzione. Una soluzione tampone contiene una coppia coniugata acido-base, che può essere costituita da un acido debole in presenza di un suo sale con una base forte.
L'azione tampone del sistema è determinata dalla duplice presenza di una forma acida capace di neutralizzare le piccole aggiunte di una base, e di una forma basica capace di neutralizzare le piccole aggiunte di acidi.
L'importanza delle soluzioni tampone è fondamentale in tutte quelle reazioni chimiche che richiedono un pH costante e nella maggior parte dei processi biochimici.
Ossidazione
combinazione di un elemento con l'ossigeno
Reazioni di ossidoriduzione o redux
tutte le reazioni in cui si ha un trasferimento di elettroni da una superficie chimica all’altra. Utilizzata dall’uomo per ricavare energia dall’ossigeno (immagazzinata nella molecola di ATP) per mezzo di organi subcellulari detti mitocondri.
MOLE
Unità di misura (simbolo mol) della grandezza fondamentale quantità di sostanza nel Sistema Internazionale (S.I.). Tale quantità di sostanza contiene un numero di entità elementari (elettroni, ioni, atomi, molecole, ecc.) pari a quello presente in 0,012 kg di carbonio 12. Il numero di particelle contenuto in una mole di una sostanza in condizioni normali è pari a quello di Avogadro (N=6,02·1023) e pertanto la mole può essere definita come la quantità di sostanza che contiene un numero fisso, appunto N, di particelle elementari simili. Il termine mole è sostitutivo delle grandezze grammomolecola.
Proprietà colligative delle soluzioni
quelle proprietà il cui valore dipende dal numero delle particelle presenti e non dalla loro natura chimica e fisica. Ad esempio la pressione ed il volume dei gas sono proprietà colligative. (Solido in solvente liquido)
Fenomeni:
Abbassamento della tensione di vapore quando un soluto è sciolto in soluzione
Innalzamento della temperatura di ebollizione
Abbassamento della temperatura di congelamento
Aumento pressione osmotica: 2 soluzioni a concentrazione differente separate da membrana semipermeabile, il solvente passa dalla soluzione più diluita a quella più concentrata (osmosi). La pressione osmotica è la pressione per opporsi all’osmosi che corrisponde alla concentrazione di soluto. L’equilibrio si ha nelle soluzioni iosotoniche.
Le sostanze che partecipano ad una reazione chimica sono:
reagenti SX
prodotti DX (quelle che si formano)
Durante le reazioni, atomi, molecole e ioni interagiscono tra loro e si riassestano per formare nuove sostanze.
Regole delle equazioni chimiche:
1) I reagenti sono separati dai prodotti da una freccia che indica la direzione della reazione; una doppia freccia indica che la reazione è reversibile cioè che può procedere sia verso destra che verso sinistra e che esiste un equilibrio tra i reagenti e i prodotti.
2) I reagenti sono scritti a sinistra mentre i prodotti a destra della freccia. Un segno + è posto tra i diversi reagenti e prodotti.
3) Le condizioni necessarie per far procedere la reazione possono essere scritte sopra o sotto la freccia. Ad esempio, un segno "delta" sopra la freccia indica che la reazione richiede calore.
4) I coefficienti (numeri interi) posti davanti alle formule delle sostanze (ad es. 2 H2O) indicano il numero di unità (atomi, molecole, ioni o moli ) di ogni sostanza che partecipa alla reazione. Il coefficiente 1 si sottointende.
bilanciamento delle equazioni chimiche
Per rappresentare i rapporti quantitativi tra le sostanze che partecipano ad una reazione è necessario bilanciare l'equazione, occorre cioè fare in modo che essa contenga lo stesso numero di atomi di ciascuno elemento sia a destra (prodotti) che a sinistra (reagenti) della freccia. Questo si effettua in accordo con il principio di conservazione della massa.
stechiometria
è il ramo della chimica che studia le relazioni numeriche fra elementi e composti e le proporzioni secondo le quali gli elementi e i composti si combinano e prendono parte alle reazioni chimiche.
KEP
Costante di equilibrio varia con temperatura e pressione.
Teoria delle collisioni
Le reazioni avvengono quando gli urti tra le molecole dei reagenti diventano efficaci (quando l’energia cinetica supera la barriera energetica detta energia di attivazione).
Catalizzatori
Atomi, molecole o enzimi che nelle reazioni biologiche aiutano a superare la barriera di energia di attivazione.
Le reazioni si definiscono
In fase omogenea tra reagenti della stessa fase (liquido – liquido)
In fase eterogenea tra reagenti in fase diversa (liquido – gas)
STATO LIQUIDO
Biologicamente il più importante perché intermedio.
Tensione di vapore: Proprietà dello stato liquido in sistema chiuso di raggiungere un equilibrio dinamico tra le molecole allo stato liquido e quello gassoso. La pressione del gas è ben definita.
SOLUZIONI
Una soluzione è un sistema omogeneo di due o più componenti, in cui i componenti sono presenti allo stato atomico o molecolare e risultano pertanto inosservabili.
solvente la sostanza presente in quantità maggiore
soluto (o soluti) la sostanza (o le sostanze) presente in minor quantità.
Le soluzioni gassose (gas in gas) vengono normalmente dette miscele gassose.
Le soluzioni solide sono dette leghe.
Le soluzioni liquide in cui un soluto si scioglie in un liquido dette soluzioni acquose (l'acqua).
Sospensioni il soluto fisicamente distinguibile dal liquido
Colloide stato a metà tra soluzione e sospensione
Solubilità Capacità di una sostanza di sciogliersi in un’altra formando un sistema omogeneo (monofasico)
Fattori: natura e temperatura.
Classificazione soluti e solventi
Polari
Apolari
Idrofobici
Soluzione satura costituita da due fasi: una liquida e una solida (corpo di fondo)
Elettroliti
sostanze (acidi, basi o sali) che disciolte in acqua o in altri solventi si dissociano in ioni, cioè in atomi dotati di carica elettrica positiva o negativa. Gli elettroliti possono essere forti o deboli a seconda del maggiore o minor grado di dissociazione, cioè a seconda del numero delle molecole dissociate.
ACQUA
H2O composto chimico largamente diffuso allo stato liquido, solido e di vapore.
Ha elevato potere solvente nei confronti di tutte le sostanze solide dissociabili in ioni in soluzione (acidi, basi, sali).
Salinità dell’acqua (sali disciolti); durezza (sali incrostanti, es. carbonato di calcio e magnesio)
Favorisce il passaggio in soluzione di soluti specialmente ionici (idratazione).
Si definisce:
neutra qualunque soluzione acquosa che contenga uguale concentrazione di ioni negativi OH- e ioni positivi H+
acida quando prevalgono ioni H+ (idrogeno).
basica ioni OH- (idrossido).
La Scala del PH (14 gradi) serve a misurare l’acidità di una soluzione: pH1 = acida; pH7 = neutra; pH14 basica.
Sistema tampone
sistema chimico capace di neutralizzare l'aggiunta di moderate quantità di acidi o basi forti, e quindi di mantenere costante il grado di acidità o pH di una soluzione. Una soluzione tampone contiene una coppia coniugata acido-base, che può essere costituita da un acido debole in presenza di un suo sale con una base forte.
L'azione tampone del sistema è determinata dalla duplice presenza di una forma acida capace di neutralizzare le piccole aggiunte di una base, e di una forma basica capace di neutralizzare le piccole aggiunte di acidi.
L'importanza delle soluzioni tampone è fondamentale in tutte quelle reazioni chimiche che richiedono un pH costante e nella maggior parte dei processi biochimici.
Ossidazione
combinazione di un elemento con l'ossigeno
Reazioni di ossidoriduzione o redux
tutte le reazioni in cui si ha un trasferimento di elettroni da una superficie chimica all’altra. Utilizzata dall’uomo per ricavare energia dall’ossigeno (immagazzinata nella molecola di ATP) per mezzo di organi subcellulari detti mitocondri.
MOLE
Unità di misura (simbolo mol) della grandezza fondamentale quantità di sostanza nel Sistema Internazionale (S.I.). Tale quantità di sostanza contiene un numero di entità elementari (elettroni, ioni, atomi, molecole, ecc.) pari a quello presente in 0,012 kg di carbonio 12. Il numero di particelle contenuto in una mole di una sostanza in condizioni normali è pari a quello di Avogadro (N=6,02·1023) e pertanto la mole può essere definita come la quantità di sostanza che contiene un numero fisso, appunto N, di particelle elementari simili. Il termine mole è sostitutivo delle grandezze grammomolecola.
Proprietà colligative delle soluzioni
quelle proprietà il cui valore dipende dal numero delle particelle presenti e non dalla loro natura chimica e fisica. Ad esempio la pressione ed il volume dei gas sono proprietà colligative. (Solido in solvente liquido)
Fenomeni:
Abbassamento della tensione di vapore quando un soluto è sciolto in soluzione
Innalzamento della temperatura di ebollizione
Abbassamento della temperatura di congelamento
Aumento pressione osmotica: 2 soluzioni a concentrazione differente separate da membrana semipermeabile, il solvente passa dalla soluzione più diluita a quella più concentrata (osmosi). La pressione osmotica è la pressione per opporsi all’osmosi che corrisponde alla concentrazione di soluto. L’equilibrio si ha nelle soluzioni iosotoniche.
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