Chimica (sc.)

Programma

 
La composizione della materia. Elementi, composti e miscele. Atomi. Particelle elementari. Peso atomico. Molecole. Peso molecolare. Mole e numero di Avogadro. Le reazioni chimiche. Relazioni ponderali nelle equazioni chimiche. Calcoli stechiometrici. Reazioni di ossido-riduzione e loro bilanciamento. Atomi e molecole. La struttura dell'atomo di idrogeno.Teoria di Bohr. Teoria degli orbitali atomici e numeri quantici. La struttura degli atomi polielettronici. Sistema periodico degli elementi. Potenziale di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività. Il legame chimico. Legame ionico, covalente, metallico. Regola dell'ottetto. Strutture di Lewis per molecole biatomiche e poliatomiche. La teoria del legame di valenza. Teoria dell'orbitale molecolare. Interazioni deboli fra atomi, ioni, molecole. Il legame a ponte di idrogeno. Proprietà e leggi dei gas. Miscele gassose e legge di Dalton. Proprietà dei solidi e dei liquidi. Tipi di solido. Cambiamenti di stato. Equilibri liquido-vapore e solido-vapore. Tensione di vapore. Diagrammi di stato. Le soluzioni. Modi di esprimere la composizione di una soluzione. Proprietà colligative delle soluzioni. Miscele liquide binarie. Aspetti termodinamici e cinetici di una reazione chimica. Elementi di cinetica chimica. Equilibrio chimico. Descrizione dell'equilibrio chimico. La costante di equilibrio. Principio dell'equilibrio mobile . Acidi e basi. Prodotto ionico dell'acqua. Forza di un acido e di una base. Ka e Kb. Definizione e calcolo del pH di una soluzione. Soluzioni tampone. Indicatori acido-base e misura del pH. Equilibri eterogenei. Equilibri di solubilità. La chimica del carbonio. Nomenclatura. Idrocarburi alifatici e aromatici. Isomeria e stereoisomeria. Funzioni organiche fondamentali : alcoli, aldeidi e chetoni, acidi carbossilici, esteri, ammine, ammidi e amminoacidi. Tipi fondamentali di reazioni organiche: reazioni di addizione, di sostituzione e di eliminazione. Le molecole della vita . Grassi e acidi grassi. Carboidrati. Zuccheri. Proteine. Problemi numerici sugli argomenti del programma.
 

Esempio di prova d'esame

 
1) Reazioni acido- base. Calcolo e misura del pH di una soluzione acquosa.
Inoltre risolvere i seguenti problemi:
- Si deve preparare una soluzione tampone con pH = 5, utilizzando per questo una soluzione di NaOH 0,1 molare e una soluzione d'acido acetico (CH3COOH) 0,15 molare. Calcolare quali volumi di ciascuna delle due soluzioni devono essere mescolati assieme per ottenere un litro di soluzione tampone con le caratteristiche richieste.( Assumere che la Ka di CH3COOH sia 2,7 x10-5 e che il mescolamento delle due soluzioni avvenga senza variazione di volume).
-Calcolare il pH di una soluzione ottenuta mescolando assieme 100 cm3 di una soluzione di HCl 0.15 M e 150 cm3 di una soluzione di NH3 0,1 M.
(Assumere che la Kb di NH3 sia 2,5x10-5 e che il mescolamento delle due soluzioni avvenga senza variazione di volume)
 
2) Le proprietà colligative delle soluzioni
Inoltre risolvere i seguenti problemi:
-Trovare la temperatura di congelamento di una soluzione acquosa di glicole etilenico C2H6O2 al 15% in peso, sapendo che una miscela di 12,6 gr di glucosio C6H12O6 in 100 gr di acqua presenta un abbassamento crioscopico 1,29 °C.
-La pressione osmotica del sangue a 37,0 °C è di 7,65 atm. Quanti grammi di saccarosio (C12H22O11) per litro deve contenere una soluzione acquosa per essere isotonica con il sangue alla stessa temperatura.
Pesi atomici: H =1,008 ; C = 12,011; O = 15,.999.
 
3) Idrocarburi alifatici e aromatici: tipi e proprietà caratteristiche.
Inoltre risolvere i seguenti problemi:
-Scrivere i nomi e tutte le formule di struttura possibili per un idrocarburo di formula molecolare C6H14.
-Calcolare il volume teorico di aria (litri a 25°C e alla pressione di una atmosfera) necessario per la completa combustione di 5 grammi di metano.
(Assumere che la composizione dell'aria sia : ossigeno 21% , azoto 79% ; pesi atomici: H =1,008 ; C = 12,011;)