Schema riassuntivo delle reazioni chimiche
TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI
La molecola dell’acqua H2O
L'atomo di ossigeno possiede sei elettroni sull'ultimo livello
energetico, l'atomo di idrogeno uno.
Pertanto l'atomo di ossigeno ha bisogno di 2 elettroni per
completare l'ultimo livello; l'atomo di idrogeno ha bisogno di
1 elettrone (regola dell'ottetto)
La molecola dell’acqua H2O
Succede allora che un atomo di ossigeno si lega
con due atomi di idrogeno, mettendo in comune
con ciascuno di essi rispettivamente 2 elettroni.
Il legame che si forma in questo modo, tra un
atomo di ossigeno e un atomo di idrogeno, è detto
legame covalente.
Questo tipo di legame si stabilisce tra atomi dello
stesso elemento, o che hanno la stessa tendenza
a cedere o ad acquistare elettroni che si possono
così stabilizzare condividendo una o più coppie di
elettroni.
Gli elettroni condivisi orbiteranno attorno a tutti e
due i nuclei vincolandoli a restare vicini
La molecola dell’acqua H2O
Attorno all'atomo di ossigeno quindi ci sono
quattro zone di carica negativa (due coppie di
elettroni non condivisi e due elettroni di legame)
che per effetto di repulsione elettrostatica (cariche
di uguale segno si respingono) tendono a disporsi
il più possibile lontane l'una dall'altra.
Per questo motivo la molecola di acqua è piegata,
con un angolo 104,45° e presenta due poli, uno
negativo in corrispondenza dell'ossigeno, e uno
positivo in corrispondenza dell'idrogeno.
La molecola dell'acqua è pertanto un dipolo.
La molecola dell’acqua è un
dipolo
L’acqua ha una molecola “polare” in quanto possiede poli di elettricità
opposta ed è proprio per questa caratteristica che è in grado di
sciogliere numerose altre sostanze, in particolare i sali, come il sale da
cucina (cloruro di sodio, NaCl)
La polarità della molecola permette all’acqua di sciogliere
numerose sostanze
La polarità della molecola permette all’acqua di sciogliere
numerose sostanze
Quando il sale viene posto nell’acqua, le molecole di acqua si “insinuano” tra gli ioni
Cl- e gli ioni Na+: il loro polo positivo è attratto dagli ioni negativi Cl-, mentre il loro polo
negativo è attratto dagli ioni positivi Na+.
In questo modo le molecole dell’acqua finiscono per circondare gli ioni Cl- e Na+ fino a
separarli. Un bicchiere di acqua e sale contiene quindi ioni Cl- e Na+ completamente
circondati da molecole d’acqua.
Altro effetto della polarità: il legame idrogeno
Per effetto della polarità, le molecole dell'acqua tendono ad unirsi, ad avvicinarsi.
La parte negativa di una molecola d'acqua, l'ossigeno, tende ad avvicinarsi a quella
positiva di un'altra, l'idrogeno, e così via...
Questo tipo di legame è detto "legame idrogeno" o "legame a ponte di idrogeno"
Soluzioni acide, basiche e neutre
il pH
Miscuglio omogeneo o soluzione
Un miscuglio è omogeneo se i suoi componenti non sono più distinguibili e
si presenta in un'unica fase. In questo caso il miscuglio prende il nome di
soluzione = miscela omogenea di due o più sostanze.
Soluto, soluzione e solvente
Buttiamo un cucchiaino di sale in un bicchiere d’acqua e prestiamo attenzione
alle parole con le quali abbiamo a che fare: esse indicano perfettamente
ciò che descrivono.
• Il soluto è “ciò che è stato soluto”, cioè sciolto: il sale in questo caso è
stato sciolto dall’acqua.
• Il solvente è “cio che solve”, cioè che scioglie: l’acqua scioglie il sale.
• La soluzione è il risultato: ciò che si ottiene quando un soluto si è sciolto in
un solvente.
Non tutto può diventare soluto, e in alcuni casi ci vuole un particolare
solvente perché un materiale si sciolga. L’acqua può andare bene per
zucchero o sale e numerosi altri elementi, ma per la cera d’api si dovrà
utilizzare ad esempio l’alcool, per la vernice andrà bene la trielina, mentre
l’oro diventerà soluto con mercurio o acqua regia. Ma in questo caso non
fate esperimenti…
La concentrazione di una soluzione
La concentrazione di una soluzione è una grandezza che esprime
il rapporto tra la quantità di soluto e la quantità di solvente
Esempi di soluzioni diluite e concentrate. La concentrazione è evidenziata
qualitativamente dalla colorazione data dall'inchiostro.
La dissociazione dell’acqua
Nell’acqua pura, ovvero nell’acqua distillata, un piccolissimo numero di
molecole è scisso, cioè dissociato, in ioni idrogeno (H+) e ioni idrossido (OH-).
Poiché il numero di ioni (H+) è uguale al numero di ioni (OH-) si dice che l’acqua
pura è neutra.
Anche una soluzione può essere neutra purché la quantità o concentrazione
degli ioni H+ eguagli quella degli ioni OH-
Acidi e Basi
L’ acido è quella sostanza che in soluzione libera ioni idrogeno H+
invece la base è quella sostanza che in soluzione libera ossidrili OHriducendo il numero di ioni idrogeno e combinandosi direttamente
con quest’ultimi.
acido
base
Soluzioni acide / basiche
Una soluzione è acida quando la concentrazione degli ioni H+
supera quella degli ioni OHUna soluzione è basica quando la concentrazione degli ioni OHsupera quella degli ioni H+
Per misurare la concentrazione di ioni idrogeno H+ in una
soluzione si adopera una grandezza chiamata pH,
i cui valori sono disposti in una scala del pH
il pH
Il pH (dal latino pondus hydrogenii, potenziale dell'idrogeno) è una
scala di misura dell'acidità (concentrazione di H+) di una soluzione
acquosa i cui valori vanno da 0 a 14.
Il pH fu ideato dal chimico danese Søren Sørensen nel 1909.
il pH
Quando il pH è uguale a 7(acqua pura) si ha la condizione di
neutralità,mentre con valori superiori a 7 si ha la condizione di
basicità(o alcalinità) e con valori inferiori a 7 si ha quella di acidità
Valori del pH decrescenti da 7 a 0 indicano gradi crescenti di acidità; valori crescenti di pH
da 7 a 14 indicano gradi crescenti di basicità.
Una soluzione con pH 4 è quindi più acida di una con pH 6 e una soluzione con pH 12 è
più basica di una con pH 9.
Misuare il pH
Il grado di acidità o basicità di una soluzione si può misurare
utilizzando gli indicatori acido-base (tornasole) od il piaccametro.