Laboratorio di Chimica Testi Consigliati

1. Laboratorio di ChimicaTesti Consigliati • Laboratorio di Chimica, G.Ciani, A. Fusi, F. Nicotra e B. Rindone, Ed. SES. • Elementi di Chimica Analitica, D. C. Harris, Ed. Zanichelli

2. Laboratorio di ChimicaCalendario Lezioni TURNO 1: Da Corongiu a Piras TURNO 2: Da Pireddu a Zuddas

3. Laboratorio di ChimicaCalendario Esoneri Iscrizione in Biblioteca di Chimica entro due giorni prima della data dell’esonero

4. Grandezze Fondamentali: l'unità di misura è definita in modo indipendente; Grandezze Derivate: l'unità di misura è definita tramite le relazioni analitiche che le collegano alle grandezze fondamentali. Caratteristiche del S.I. Completo: tutte le grandezze fisiche considerate si possono ricavare dalle grandezze fondamentali tramite relazioni analitiche; Coerente: le relazioni analitiche che definiscono le unità delle grandezze derivate non contengono fattori di proporzionalità diversi da 1; Decimale:(tranne che per la misura degli intervalli di tempo): multipli e sottomultipli delle unità di misura sono potenze di 10. Il S.I. codifica le norme di scrittura dei nomi e dei simboli delle grandezze fisiche l'uso dei prefissi moltiplicativi secondo multipli di 1000. Unità di Misura Sistema Internazionale 1961 - XI Conferenza Generale dei Pesi e Misure

5. Sistema InternazionaleGrandezze fondamentali

6. Sistema InternazionaleGrandezze derivate

7. Sistema InternazionaleAltre unità di uso comune

8. Fattore Prefisso Simbolo Fattore Prefisso Simbolo 1024 yotta- Y- 10-24 yocto- y- 1021 zetta- Z- 10-21 zepto- z- 1018 exa- E- 10-18 atto- a- 1015 peta- P- 10-15 femto- f- 1012 tera- T- 10-12 pico- p- 109 giga- G- 10-9 nano- n- 106 mega- M- 10-6 micro- µ- 103 chilo- k- 10-3 milli- m- 102 etto- h- 10-2 centi- c- 10 deca- da- 10-1 deci- d- Sistema InternazionalePrefissi moltiplicativi

9. Sistema InternazionaleRegole di Scrittura • I nomi delle unità di misura vanno sempre scritti in carattere minuscolo, privi di accenti o altri segni grafici. Es: ampere, non Ampère. • I nomi delle unità non hanno plurale. Es: 3 ampere, non 3 amperes. • I simboli delle unità di misura vanno scritti con l'iniziale minuscola, tranne quelli derivanti da nomi propri. Es: mol per la mole, K per il kelvin.  • I simboli non devono essere seguiti dal punto (salvo che si trovino a fine periodo). • I simboli devono sempre seguire i valori numerici . Es: 1 kg, non kg 1. • Il prodotto di due o più unità va indicato con un punto a metà altezza o con un piccolo spazio tra i simboli. Es: N·m oppure N m. • Il quoziente tra due unità va indicato con una barra obliqua o con esponenti negativi. Es.: J/s opp. J s-1.

10. Trattamento dei dati I dati misurati o calcolati possono essere espressi nella notazione scientifica sotto forma di potenze di 10. In questa forma i calcoli possono essere sveltiti e semplificati. Alla fine dei calcoli devono essere riportate solo le cifre significative: minimo numero di cifre richiesto per esprimere un valore senza alcuna perdita di accuratezza. Numero Notazione Cifre significative 1.01 1.01 3 0.0145 1.45·10-2 3 10.04 1.004·101 4 0.000045 4.5·10-5 2 304’500 3.045·105 4 304’500 3.0450·105 5 304’500 3.04500·105 6

11. Trattamento dei dati • Il numero di cifre decimali dipende dallo strumento impiegato ! • Es.: bilancia avente sensibilità a 0.1 mg • Pesata 5.2004 g: Cifre significative: 5 • Cifre decimali : 4 • Errore: 0.0001 • La massa misurata è compresa fra 5.2003 e 5.2005 g. • Pesata 10.2000 g: Cifre significative: 6 • Cifre decimali : 4 • Errore: 0.0001 • La massa misurata è compresa fra 10.1999 e 10.2001 g.

12. 1.362·10-4 + 3.111·10-4 = 1.473·10-4 5.345 + 6.728 = 12.073 7.26·10-14 – 6.69·10-14 = 0.57·10-14 018.9984 + 012.6621 + 083.60 = 115.2605 013.5262 + 012.3521 + 083.99 = 109.8683 Trattamento dei dati Cifre significative dopo le operazioni Addizione/sottrazione Esprimere i numeri in notazione scientifica con lo stesso esponente. Il risultato deve essere espresso con un numero di cifre decimali pari a quelle del termine che ne possiede il minor numero 1.632·105 + 4.107·103 + 0.984·106 = 1.632·105 + 0.04107·105 + 9.84·105 = 11.51·105 109.86 109.87 Cifre non significative

13. Trattamento dei dati Arrotondamento Operazione che riduce il numero di cifre decimali riportate in un numero Ultima cifra significativa Prima cifra non-significativa SI >5 Aumenta di 1 NO SI Es: Riduzione a 2 cifre decimali 3.45632 3.46 2.99901 3.00 3.36432 3.36 1.15532 1.15 1.15563 1.16 < 5 Rimane inalterata NO Cifra successiva

14. 3.26·10-4 x 1.78ooo = 5.80·10-4 3.6 ·1012 x 4.3179·10-19 = 1.6 ·10-6 Trattamento dei dati Moltiplicazione/divisione Il risultato deve essere espresso con un numero di cifre significative pari a quelle del termine che ne possiede il minor numero Logaritmo La mantissa deve presentare tante cifre significative quante ne possiede l’argomento del logaritmo 34.6002.46287= 14.05 log 13.2 = 1 . 121 mantissa Log n = a n = 10a log 339 = 2.530 102.530 = 339 caratteristica argomento 339 = 3.39·102

15. Esercizi • 1) Scrivere in formato scientifico (potenze di 10) i seguenti numeri: quindici milioni; quattro centesimi; un milione e mezzo; due centesimi e mezzo; trecentocinquanta millesimi; un milione e trentacinquemila; un milione e trecentocinquantamila; duemilaseicento; ventuno milionesimi; un sessantesimo. • 2) Svolgere le seguenti operazioni scrivendo il risultato con il numero corretto di cifre significative: • a) 6.022 + 3.12 + 0.032 = ? b) 3.12·10-1 + 0.121 + 4.1 = ? • c) 1.21·104 + 7.11·105 + 1.0·103 = ? d) 3.26·10-4 · 0.12 = ? • e) 0. 023 ÷ 121.5 = ? f) (0.056 ÷ 18) ÷ (1.50·10-3 + 0.200) = ? • Effettuare senza calcolatrice le seguenti operazioni: • a) 6.5·10-3 + 3.5·10-3 = ? b) 5 · 0.00005 = ? c) 3.0·10-3 · 2·104 = ? • c) 8.1·102 · 1·10-2 = ? d) 18·103 ÷ 3·102 = ? e) 12.5·103 ÷ 5·102 = ?

16. Esercizi • Svolgere le seguenti operazioni senza calcolatrice utilizzando le regole dei logaritmi: • a) log (100 · 10 · 0.1) = ? b) log (1000 ÷ 10) = ? • c) log = ? d) log = ? • 5) Calcolare quanti millilitri sono contenuti in • a) 10.2 cm3 b) 11.5·10-1 m3 c) 12.32 L d) 1.00 dm3 e) 0.125 dm3 • f) 1.2·103 cm3 - 9.1·10-2 L - 5.3 dm3 g) una birra alla spina piccola • Dire quanti litri sono contenuti in: • a) una lattina di coca cola b) 2·103 cm3 c) un grammo d’H2O • d) 0.3 m3 e) 20.0 mL f) 3.2 dm3 g) una birra alla spina media

17. Esercizi 1) Esprimere le seguenti grandezze utilizzando le unità S.I. con gli opportuni prefissi: 2) Il calore di combustione del glucosio (C6H12O6) è di 2802 kJ mol-1. Quante kcal sviluppa la combustione di 100 g di glucosio? 3) Il metabolismo basale di un uomo è di 1 Kcal·h-1·Kg-1. Quanti watt per chilogrammo utilizza l’uomo? Quale è il fabbisogno calorico minimo giornaliero per un uomo avente una massa di 70 Kg? Qual è la potenza consumata? Quanti grammi di glucosio sono necessari per soddisfare il suo fabbisogno calorico? 4) Quando una cellula nervosa viene stimolata con della nicotina, essa rilascia una molecola di dopamina, un neurotrasmettitore. Ogni molecola di dopamina che diffonde alla superficie di un microelettrodo rilascia due elettroni. La carica misurata dall’elettrodo corrisponde a 37 fC (femtocoulomb = 10-15 C). Ricordando che la carica rilasciata da 1 C corrisponde a 6.24·1018 elettroni, dire quante molecole di dopamina vengono liberate.

18. Nomenclatura Ossidi • Ossido di (nome del metallo) • Stox basso suffisso -oso • Stox alto suffisso -ico Li2O Ossido di litio CaO Ossido di calcio FeO Ossido ferroso Fe2O3 Ossido ferrico Hg2O Ossido mercuroso HgO Ossido mercurico HgO

19. Nomenclatura Idrossidi • Idrossido di (nome del metallo) • Stox basso suffisso -oso • Stox alto suffisso -ico Cu(OH)2 NaOH Idrossido di sodio Mg(OH)2 Idrossido di magnesio CuOH Idrossido rameoso Cu(OH)2 Idrossido rameico

20. Nomenclatura Anidridi Anidride (aggettivo derivante dal nome del non-metallo) Stox basso suffisso –osa Stox alto suffisso -ica Nel caso di non-metalli aventi più di due stati di ossidazione, oltre ai suffissi, si usano i seguenti prefissi: Stox basso prefisso ipo- Stox alto prefisso per- Cl2O Anidride ipoclorosa Cl2O3 Anidride clorosa Cl2O5 Anidride clorica Cl2O7 Anidride perclorica

21. Nomenclatura Idracidi Acido (aggettivo derivante dal nome del non-metallo) terminante in -idrico HCl Acido cloridrico H2S Acido solfidrico HCN Acido cianidrico HBr Acido bromidrico HF Acido fluoridrico H2Se Acido selenidrico

22. Nomenclatura Ossiacidi Un solo stox (Es. C) acido […]-ico H2CO3 Due stox (Es. N: +2, +3) Stox basso: Acido […]-oso H2SO3 H2SO4Stox alto: Acido […]-ico Più stox (Es. Cl: 1,3,5,7) Acido ipo-[…]-oso HClO […]-oso HClO2 […]-ico HClO3 per-[…]-ico HClO4 Differenti gradi di idratazione meta-[…]-oso/ico orto-[…]-oso/ico HBO2 H3BO3

23. Acidi Principali B2O3 + H2O 2 HBO2 A. metaborico B2O3 + 3 H2O 2 H3BO3 A. ortoborico CO2 + H2O H2CO3 A. carbonico SiO2 + H2O H2SiO3 A. metasilicico SiO2 + 2 H2O H4SiO4 A. ortosilicico N2O3 + H2O 2 HNO2 A. nitroso N2O5 + H2O 2 HNO3 A. nitrico P2O + 3 H2O 2 H3PO2 A. ipofosforoso (A. fosfinico) P4O6 + 2 H2O 4 HPO2 A. metafosforoso P4O6 + 6 H2O 4 H3PO3 A. ortofosforoso (A. fosfonico) P4O10 + 2 H2O 2 HPO3 A. metafosforico P4O10 + 6 H2O 2 H3PO4 A. ortofosforico

24. Acidi Principali SO2 + H2O H2SO3 A. solforoso SO3 + H2O H2SO4 A. solforico H2S2O3 A. tiosolforico H2S2O4 A. ditionoso H2S2O6 A. ditionico Cl2O + H2O 2 HClO A. ipocloroso Cl2O3 + H2O 2 HClO2 A. cloroso Cl2O5 + H2O 2 HClO3 A. clorico Cl2O7 + H2O 2 HClO4 A. perclorico HMnO4 A. permanganico H2MnO4 A. manganico H2CrO4 A. cromico H2Cr2O7 A. dicromico

25. Nomenclatura Sali Si riporta prima il nome dell’anione e poi il nome del catione Derivati degli idracidi desinenza -uro Cloruro di Sodio NaCl Solfuro di alluminio Al2S3 Derivati degli ossoacidi -oso-ito –ico -ato HgI2 CuS Ag3PO4 Ipoclorito di sodio NaClO Ditionato di Calcio CaS2O6 Cromato di Potassio K2CrO4

26. Nomenclatura Sali • Se non tutti gli atomi di idrogeno sono sostituiti • il nome dell’anione si fa precedere dal prefisso “idrogeno-” • il nome dell’anione si fa precedere dal prefisso “bi-” • al nome dell’anione segue l’aggettivo “acido” Fe(HSO4)2 Idrogenosolfato di ferro (II) Bisolfato di ferro (II) [o ferroso] Solfato acido di ferro (II) KHCO3 Idrogenocarbonato di potassio Bicarbonato di potassio Carbonato acido di potassio

27. Esercizi Scrivere i nomi dei seguenti composti e lo stato di ossidazione del metallo e/o del non-metallo Mg(OH)2; Na2O; N2O3; Fe(OH)2; SiO2; H2SiO3; Br2O5; I2O7; Cl2O; H2SO3; H2CrO4; FeSO3; Ba(OH)2; NaClO4; NH4NO3; HBrO3; NaHSO4; Al2(SO4)3; NaHS; K2O; NaCrO2; Cu2O; LiOH; P4O10; HBrO; Al(OH)3; B2O3; CO2; SO3; Al2(CO3)3; P4O6; N2O5; CaO; H3BO3; Al2O3; H2CO3; HNO2; HNO3; HCrO2; MgO; K2Cr2O7; CaCrO4; HBrO2; HBrO4; H2MnO4; HMnO4; K2SO4; CuOH; MgSO3; Fe2O3; CaHPO4; Fe(HSiO3)2; SO2

28. Esercizi Scrivere la formula chimica dei seguenti composti e lo stato di ossidazione del metallo e/o del non-metallo Idrogenomanganato rameico; fluoruro di litio; bromuro ferroso; fosfato di calcio; solfato di potassio; anidride carbonica; ditionato di sodio; idrossido ferroso; solfito ferrico; ortofosfato acido di alluminio; bicarbonato di cadmio; fosfato di calcio; tiosolfato rameoso; fosfito di zinco; ozono; anidride fosforosa; anidride fosforica; cloruro di cobalto; ammoniaca; tiocarbonato di magnesio; carbonato di cobalto; permanganato di sodio; perclorato di nichel.