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CHIMICA
Cos’è
Perché si studia
Come si studia
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Cliccami !
La chimica

Scienza delle sostanze
Composizione
Atomi
Molecole
Formule
chimiche
struttura
Disposizione
degli atomi
Geometria
molecolare
proprietà
Chimiche
Fisiche
Organolettiche
trasformazioni
Reazioni
Chimiche
La chimica è una scienza centrale
Essa interagisce con
BIOLOGIA
MEDICIN
A
FISIC
A
GEOLOGIA
ECOLOGI
A
•Nel campo dell’alimentazione
ha fornito i fertilizzanti di sintesi, insetticidi e
diserbanti, additivi, conservanti ed antifermentativi.
•Nel campo farmaceutico
fornisce prodotti quali antibiotici, antistaminici,
anestetici …
•Nel campo dell’abbigliamento
ha messo a disposizione dell’uomo fibre non
presenti in natura (nailon, rislan, leacril, terital….)
•Risponde alle esigente umane
con prodotti utilizzati ogni giorno, quali dischi,
pneumatici, detersivi, cosmetici, materiale fotografico …
• LA CHIMICA E’ UNA SCIENZA SPERIMENTALE
• IL COMPITO DI UNO SCIENZIATO E’ QUELLO DI SPIEGARE I
FENOMENI ED INTERPRETARE LA REALTA’
La chimica si occupa essenzialmente dello studio della natura, delle
interazioni fra le sostanze e della trasformazione dei legami tra atomi e
molecole.
RICORRE A
RAPPRESENTAZIONI
GRAFICHE E A
MODELLI
PROCEDE
UTILIZZANDO IL
METODO
SPERIMENTALE
UTILIZZA UN
LINGUAGGIO
CHIARO, SINTETICO,
PRECISO, PER
COMUNICARE LE
PROPRIE SCOPERTE
L’opinione di un grande uomo

“…l’abitudine a penetrare la materia, a volerne
sapere la composizione e la struttura, a
prevederne le proprietà e il comportamento,
conduce ad un insight, ad un abito mentale di
concretezza e di concisione, al desiderio costante
di non fermarsi alla superficie delle cose.

La chimica è l’arte di separare, pesare e
distinguere: sono tre esercizi utili anche a chi si
accinge a descrivere fatti o a dare corpo alla
propria fantasia...”
(Primo Levi ).
La chimica si studia perché…





Con la sua conoscenza possiamo meglio controllare le
reazioni chimiche che ci coinvolgono nella vita di tutti i
giorni
Ci permette di comprendere come funziona il nostro
organismo ed i valori nutrizionali della dieta
Permette di comprendere i problemi ambientali relativi al
clima
L’industria chimica controlla la produzione metalmeccanica,
alimentare, farmaceutica, tessile…quindi la nostra vita!
E inoltre…
La chimica si studia perché…


… per gli studenti è una disciplina
FAVOLOSA !!!...
che aiuta alla comprensione delle
altre discipline scientifiche!
La chimica si suddivide in …










Chimica fisica
Chimica analitica qualitativa
Chimica analitica quantitativa
Chimica generale
Chimica inorganica
Chimica organica
Biochimica
Chimica nucleare
Merceologia
………………….
La chimica generale si occupa dei
diversi aspetti della disciplina comuni
alla chimica inorganica, organica e
biochimica.
Si occupa della materia nei suoi aspetti
e trasformazioni.
Esempi: velocità delle reazioni chimiche,
cambiamenti di stato, proprietà della
materia…
La chimica inorganica si occupa delle
trasformazioni della materia che forma
tutto ciò che è inanimato sul nostro pianeta.
Si occupa cioè della composizione e
trasformazione delle rocce, dell’aria e delle
nostre acque e delle loro interazioni.
In genere le molecole sono di piccole dimensioni rispetto a
quelle della chimica organica
La chimica organica si occupa delle
trasformazioni della materia formata dai composti
del carbonio derivati dal petrolio e dalla
decomposizione dei viventi.
È la chimica degli idrocarburi, cioè molecole formate
da catene più o meno lunghe di carbonio e idrogeno
saldate tenacemente fra loro con legami covalenti.
Rappresentanti fra queste molecole sono i combustibili come il
metano, i composti aromatici come le fragranze dei profumi
e gli inquinanti come la diossina.
La biochimica si occupa delle molecole che
formano i viventi.
Tali molecole sono chiamate “macromolecole”
per le loro dimensioni.
Appartengono ai composti organici presenti
nei viventi.
Tali molecole sono i protidi, i glucidi, i lipidi
e gli acidi nucleici.
La Chimica è…

… lo studio delle trasformazioni della
materia
La materia è …




Tutto ciò che ha massa
Tutto ciò che occupa spazio
Tutto ciò che possiede energia
La materia si manifesta ai nostri
sensi
La materia è costituita …
…da unità elementari chiamate
atomi
La materia si trova


Allo stato puro
Aggregata
La materia possiede proprietà



Organolettiche
Fisiche
chimiche
PROPRIETÀ
ORGANOLETTICHE



Colpiscono i nostri sensi
Sono soggettive
Si distinguono in:
Colore
Sapore
Odore
Suono (o rumore)
Tatto
PROPRIETA’ FISICHE



Le proprietà fisiche sono oggettive
Sono invariabili per quel campione
Sono misurate con le grandezze intensive
Ecco alcuni esempi
ESEMPI DI ROPRIETÀ FISICHE







temperatura di fusione/solidificazione
temperatura di ebollizione/condensazione
attrazione alla calamita
Peso specifico
densità
calore specifico
calore latente
Le proprietà chimiche della
materia riguardano


Il comportamento della stessa in presenza di altri
campioni di materia diversa
Sono esempi:
La capacità di formare o no soluzioni con
l’acqua
La capacità di reagire o no con l’O2
La materia si presenta
allo stato fisico



Solido
Liquido
Gassoso
La materia si definisce solida
quando ha:



Forma propria
Volume proprio
Comprimibilità
quasi nulla
La materia si definisce liquida
quando ha:



Volume proprio
Forma non propria ma
del recipiente in cui è
contenuta
Comprimibilità
piccolissima
La materia si definisce gassosa
quando ha:



Volume non proprio
Forma non propria
Comprimibilità elevata
Le trasformazioni della
materia possono essere


Chimiche
Fisiche
Le trasformazioni chimiche sono
cambiamenti radicali della materia che
cambia così le proprie proprietà
chimiche, fisiche e organolettiche
Le proprietà chimiche della
materia riguardano


Il comportamento della stessa in presenza di altri
campioni di materia diversa
Sono esempi:
La capacità di formare o no soluzioni con
l’acqua
La capacità di reagire o no con l’O2
Le trasformazioni fisiche riguardano i
cambiamenti di stato di aggregazione della
materia e coinvolgono solo
le proprietà organolettiche
e alcune proprietà fisiche
di ciò si occupa la chimica-fisica
La materia allo stato puro è
definita sostanza



Può essere semplice o composta
È esprimibile con una formula chimica
Il concetto di purezza è differente
dal punto di vista chimico o da quello
merceologico
Mappa concettuale
La Materia
Sostanze Pure
Elementi
Composti
Miscele
Miscele
Omogenee
Miscele
Eterogenee
Le sostanze semplici sono formate da un
unico elemento anche se è un aggregato di più
atomi.
Si definisce elemento una sostanza pura che
non può essere scomposta in sostanze più
semplici.
Sono esempi:
Fe un atomo di ferro
O2 molecola di ossigeno
Le sostanze composte sono formate da atomi
di diversi elementi .
I Composti possono essere suddivisi in due o
più sostanze semplici.
Sono esempi:
Fe(0H)3 molecola di idrossido di ferro, cioè
della ruggine
H2O
molecola dell’acqua
CH3CH2 0H
molecola dell’alcol etilico
responsabile dell’ebbrezza provocata
dalle bevande alcoliche
La materia si può aggregare
formando:


Miscugli omogenei
Miscugli eterogenei
Miscugli omogenei
Nei miscugli omogenei i componenti sono
mescolati in modo molto “profondo” tanto che
essi non sono più singolarmente distinguibili.
Il miscuglio si presenta in un’unica fase.
Miscugli omogenei liquidi sono
chiamati soluzioni.
Le soluzioni hanno :


Un solvente liquido
Uno o più soluti che si
possono presentare sia allo
stato solido, sia liquido che
gassoso
es.: acqua e zucchero – acqua e sale …
I componenti di un miscuglio
omogeneo si separano
sfruttando le diverse
temperature dei
cambiamenti di stato
Miscugli eterogenei
I miscugli eterogenei sono quelli
più facili da individuare perché in
genere i diversi componenti che li
costituiscono si riconoscono
nettamente, talvolta anche ad
occhio nudo.
Es. : Acqua e olio
I componenti di un miscuglio eterogeneo si
separano mediante metodi empirici.
I più comuni sono:





La filtrazione
La decantazione/sedimentazione
La centrifugazione
La cromatografia
La separazione con la calamita
Filtrazione
Questo metodo permette la
separazione di una fase solida da
una fase liquida. E' ciò che si fa
quando si filtra il tè e si ottengono
le foglie sul colino e l'infuso
limpido nella tazza. In laboratorio
si usano filtri lisci o a pieghe, fatti
di carta da filtro e appoggiati su
imbuti di vario genere come
supporto. In questo modo si
sfrutta la forza di gravità per la
filtrazione del miscuglio.
Decantazione
Se il miscuglio è costituito da una fase
liquida e da una fase solida piuttosto
pesante, dopo aver lasciato riposare il
sistema la fase solida sarà depositata sul
fondo (sedimentazione). A questo punto
inclinando lentamente il recipiente e
facendo scorrere il liquido su di una
bacchettina di vetro per meglio
indirizzarne il flusso, si ottiene la
decantazione.
Col seguente metodo si possono separare per esempio i
seguenti miscugli: acqua e carbonato di calcio (nella foto il
carbonato di calcio sta sedimentando sul fondo della
provetta) oppure acqua e sabbia.
Centrifugazione


La separazione avviene
sfruttando il principio della
forza centrifuga che agisce
in un sistema in rotazione.
In questo caso vengono
separati i componenti in
base alla diversa densità.
Cromatografia
Si basa sulla diversa capacità di
assorbimento delle sostanze da parte di
un determinato substrato.
La miscela, disciolta in un solvente,viene
fatta assorbire da un substrato in cui i
componenti(della miscela) si separano
grazie alla diversa velocità di migrazione
nel substrato (es. cromatografia su carta)
La separazione con la calamita
Per separare due solidi mescolati fra loro
si possono sfruttare le differenti
caratteristiche di uno dei due.
Per esempio il miscuglio limatura di ferro
+ sale da cucina si può suddividere o
sfruttando la proprietà del ferro di
essere attirato da una calamita (come
nella foto) o la solubilità in acqua del
cloruro di sodio.