Chimica

Precisione di misurazione La capacità di ripetere un esperimento e ottenere gli stessi risultati, o riproducibilità, è essenziale nella ricerca scientifica. Tuttavia, è impossibile ripetere un esperimento se non si sa come è stato fatto. Pertanto, gli scienziati tengono registrazioni dettagliate dei loro esperimenti in quaderni di laboratorio. Questi registri includono informazioni importanti come la quantità di ciascun materiale utilizzato e le descrizioni di ogni fase della procedura. Le...

Grafici bidimensionali Alcuni esperimenti di chimica prendono la forma di cambiare direttamente una proprietà del sistema che si sta studiando, altrimenti nota come variabile indipendente, come la temperatura, e di misurare gli effetti su un'altra proprietà, altrimenti nota come variabile dipendente, come il volume. Una volta raccolti i dati, l'interazione tra i due parametri deve essere quantificata o convertita in una forma che può essere valutata e confrontata con altre relazioni. I grafi...

Le equazioni chimiche rappresentano il modo in cui una reazione chimica procede dai reagenti ai prodotti attraverso cambiamenti fisici o chimici utilizzando formule chimiche. La stechiometria è un termine che descrive le quantità relative di reagenti e prodotti in una reazione chimica. Si basa sulla Legge di Conservazione della Massa, che è una legge fondamentale che afferma che la materia non viene né creata né distrutta. Molto semplicemente, il numero e l'identità degli atomi reagenti devono...

Ossidazione e riduzione Alcune reazioni chimiche possono essere classificate come reazioni di riduzione-ossidazione o reazioni redox. L'ossidazione è il processo della materia, come un atomo o una molecola ionica, che perde uno o più elettroni, e la riduzione è il processo della materia che guadagna uno o più elettroni. Stati di ossidazione Ogni atomo in una molecola ha il proprio stato di ossidazione o numero di ossidazione. Lo stato di ossidazione descrive il grado di ossidazione di una...

Derivazione della legge dei gas ideali I gas sono uno stato fondamentale della materia. Un gas è un insieme di molecole che hanno una distanza significativa tra le loro molecole. A causa di questa distanza, i gas incolori sono invisibili all'occhio umano e vengono studiati utilizzando quattro parametri misurabili: pressione (P), volume (V), numero di moli (n) e temperatura (T). La legge dei gas ideali è un'equazione matematica che mette in relazione tutti questi parametri. È una combinazione di...

Acidi e Basi Un acido di Arrhenius produce ioni idrogeno quando viene disciolto in acqua: HA + H2O → H+(aq) + A-(aq) Qui, HA è l'acido non dissociato, H+ è il catione idrogeno e A- è l'anione solvatato, chiamato base coniugata. Una base di Arrhenius produce ioni idrossido quando disciolta in acqua: BOH +H 2O → B+(aq) + OH-(aq) Qui, BOH è la base non dissociata, OH- è lo ione idrossido e B+ è il catione solvatato, chiamato acido coniugato. Una base coniugata si forma quando un acido perde uno...

Buffer Quando un acido arrhenius (HA) viene aggiunto all'acqua, si dissocia nella sua base coniugata (A-) e in un catione idrogeno (H+). HA + H2O → H+(aq) + A-(aq) La quantità di ioni idrogeno presenti nella soluzione determina l'acidità della soluzione, dove più ioni idrogeno indicano un pH più basso o più acido. Allo stesso modo, quando una forte base di Arrhenius (BOH) viene aggiunta all'acqua, si dissocia nel suo acido coniugato (B+) e in uno ione idrossido (OH-). BOH +H 2O → B+(aq) +...

Entalpia di reazione La termodinamica è lo studio dell'energia termica e di altri tipi di energia, come il lavoro. Le leggi della termodinamica sono utilizzate in tutti i campi scientifici conosciuti e hanno applicazioni che vanno dalla biologia alla fisica. Tre leggi della termodinamica Ci sono tre leggi principali della termodinamica che descrivono le interazioni che avvengono all'interno dell'universo, indipendentemente dalla scala. La prima è la legge di conservazione dell'energia, che...

solubilità La solubilità descrive la quantità di un soluto che può dissolversi in un dato volume di un solvente specifico. La solubilità è solitamente riportata in termini di massa del soluto per volume del solvente o massa del soluto per massa del solvente. Ad esempio, la solubilità del cloruro di sodio in acqua a temperatura ambiente è riportata come 36 g per 100 ml di acqua. Se la solubilità è riportata in massa di soluto per massa di solvente, la massa di solvente dovrà essere convertita in...

Emissione di fiamma metallica Il test della fiamma è una tecnica analitica in cui un campione viene posto in una fiamma e il caratteristico colore della fiamma viene utilizzato per identificare la sostanza. Ogni elemento ha una caratteristica emissione di luce quando viene inserito in una fiamma, il che significa che ogni elemento produce un colore unico. Questo fenomeno viene utilizzato nei fuochi d'artificio, dove il colore dei fuochi d'artificio corrisponde a una caratteristica specifica di...

Il modello Bohr Niels Bohr propose un modello per l'atomo di idrogeno nel 1913 che descriveva gli stati di energia discreti associati a un'orbita elettronica fissa attorno al nucleo. È importante sottolineare che un atomo non può scaricare energia mentre i suoi elettroni sono in stato stazionario. Un elettrone può emettere energia solo cambiando gli stati energetici. Per cambiare gli stati energetici, un elettrone deve spostarsi da un'orbita all'altra assorbendo o emettendo energia. Questo...

Assorbanza e fluorescenza Quando la luce colpisce una sostanza, viene assorbita, trasmessa o riflessa. Tipicamente, una sostanza interagisce con una gamma di lunghezze d'onda della luce, ognuna delle quali interagisce con le molecole o gli atomi in modo diverso. Una sostanza può assorbire una specifica gamma di lunghezze d'onda, riflettere un'altra gamma di lunghezze d'onda e trasmettere le altre lunghezze d'onda della luce. Quando una molecola assorbe la luce, l'energia viene utilizzata in...

Cinetica chimica e legge della velocità di reazione La cinetica chimica si riferisce alla velocità o alla velocità di una reazione chimica. La velocità dipende dal meccanismo, dalla complessità e dal numero di reagenti nella reazione. Anche la concentrazione dei reagenti gioca un ruolo significativo nella velocità di una reazione. La legge tariffaria quantifica questa relazione attraverso la sperimentazione. Ogni reagente contribuisce alla velocità della reazione con un fattore noto come ordine...

Cinetica chimica La velocità di reazione è la velocità con cui si verifica una reazione chimica. La velocità di reazione è definita come la variazione della concentrazione di un componente nella reazione con il tempo. La velocità di una reazione dipende da diversi fattori, tra cui la concentrazione dei reagenti e la temperatura alla quale viene eseguita la reazione. Ogni reagente contribuisce alla velocità della reazione con un fattore specifico. Questa relazione è definita dalla legge della...

elettrochimica L'elettrochimica è una branca della chimica che studia la relazione tra l'energia elettrica e un cambiamento chimico. Queste reazioni chimiche coinvolgono il movimento di elettroni da una specie all'altra. Questo movimento genera corrente o è azionato dalla corrente applicata. La reazione chiave in elettrochimica è la reazione di ossidoriduzione, o redox. La reazione redox è composta da due semireazioni; la reazione di ossidazione, in cui una sostanza perde elettroni, e la...

elettrochimica L'elettrochimica è una branca della chimica che descrive e misura la relazione tra l'energia elettrica e un cambiamento chimico. Le reazioni elettrochimiche coinvolgono il movimento di elettroni da una specie all'altra. Se la reazione è spontanea, può provocare la generazione di una corrente. Se la reazione non è spontanea, può essere guidata dall'applicazione di corrente. In elettrochimica, la reazione chiave è la reazione di ossidoriduzione, chiamata reazione redox. La reazione...

Conservazione del taccuino di laboratorio organico La tenuta dei registri è un'abilità vitale nei laboratori di scienze e chimica organica. Senza note, descrizioni, quantità o osservazioni adeguate, un esperimento condotto in laboratorio non può essere replicato o riprodotto. Pertanto, mantenere un taccuino accurato e aggiornato è necessario per ottenere la riproducibilità nella scienza. Un quaderno da laboratorio è uno strumento potente sia in ambito accademico che industriale. Diventa...

Vetreria in Chimica Organica Ci sono pezzi standard di vetreria che vengono utilizzati nel laboratorio di chimica organica. I becher e i palloni di Erlenmeyer sono tipicamente utilizzati per una semplice miscelazione o per contenere solventi, ma non dovrebbero essere utilizzati per misurare il volume, a meno che non sia necessario solo un volume approssimativo. La vetreria può essere suddivisa nelle seguenti categorie: Vetreria volumetrica - Questo include vetreria come cilindri graduati,...

Punti di fusione in chimica organica Il punto di fusione di un composto è la temperatura alla quale la fase solida passa alla fase liquida a una pressione standard di 1 atmosfera. Il punto di fusione di un composto è una proprietà fisica, come la solubilità, la densità, il colore e l'elettronegatività che può essere utilizzata per identificare un composto. Determinare la temperatura esatta alla quale un composto inizia a sciogliersi è un compito impegnativo; Per questo motivo, il punto di...

Determinazione del punto di ebollizione Simile al punto di fusione, il punto di ebollizione è una proprietà fisica. Se il campione è un composto puro, il punto di ebollizione può essere utilizzato per determinare l'identità del composto. In definitiva, determinare sperimentalmente l'esatto punto di ebollizione è una sfida. Come i punti di fusione, i punti di ebollizione sperimentali sono indicati come intervallo e variano di alcuni gradi rispetto al valore effettivo della letteratura. Pressione...

ricristallizzazione Spesso, il prodotto desiderato di una reazione chimica fa parte di una miscela di reazione più complessa, che può essere composta dal solvente, dai materiali di partenza e dalle impurità. Imparare a purificare correttamente i composti organici è una tecnica preziosa in chimica organica. La ricristallizzazione sfrutta le differenze di solubilità del composto desiderato e l'impurità nel solvente per purificare il prodotto desiderato come solido. Esistono tre metodi standard di...

estrazione L'estrazione è una tecnica comune utilizzata in chimica organica per isolare un composto bersaglio. Nel processo di estrazione, un soluto viene trasferito da una fase all'altra per separarlo dai materiali di partenza non reagiti o dalle impurità. L'estrazione viene utilizzata anche per facilitare l'isolamento di un soluto da un solvente di reazione difficile da rimuovere per evaporazione, come un solvente con un alto punto di ebollizione. In generale, ci sono tre tipi di estrazioni.

Distillazione di una miscela miscibile Alcuni liquidi evaporeranno completamente nel tempo se lasciati in un contenitore aperto a temperatura ambiente. Tuttavia, questo processo di evaporazione può essere notevolmente accelerato se il liquido viene riscaldato. Quando il liquido viene riscaldato, le molecole al suo interno guadagnano l'energia per sfuggire alla fase liquida e passare alla fase gassosa sotto forma di bolle. Questo fenomeno è chiamato ebollizione. Pressione di vapore Considera un...

Distillazione a vapore La distillazione a vapore è una tecnica di separazione che sfrutta la proprietà del basso punto di ebollizione delle miscele immiscibili. Viene utilizzato prevalentemente per separare molecole organiche sensibili alla temperatura da un contaminante non volatile. La molecola organica deve essere immiscibile in acqua. Nella distillazione a vapore, la miscela immiscibile viene riscaldata fino all'ebollizione, provocando la distillazione sia dell'acqua che dei composti...

cromatografia La cromatografia è una tecnica utilizzata in chimica organica per separare i composti in una miscela in base alle loro differenze di solubilità tra due diverse fasi. Il concetto è simile all'estrazione liquido-liquido, tranne che in cromatografia, le due fasi sono costituite dalla fase stazionaria e dalla fase mobile. La fase stazionaria è un solido, tipicamente una perla di idrogel su microscala, mentre la fase mobile è un solvente vettore. Nella cromatografia tradizionale, la...

Cromatografia su colonna Esistono diverse tecniche per purificare e separare i composti in un laboratorio di chimica organica. Una delle tecniche di separazione più affidabili per le separazioni su microscala, in cui sono disponibili meno di 10 grammi del composto per l'analisi, è la cromatografia su colonna. Questa tecnica separa i composti in una miscela in base alle loro proprietà fisiche, come la solubilità, la polarità, l'idrofobicità, le dimensioni e la carica. Nozioni di base sulla...

trigliceridi I trigliceridi sono molecole triestere composte da una spina dorsale di glicerolo che è legata a 3 acidi grassi. Questi costituiscono la base di molti lipidi biologici che si trovano negli oli e nei grassi vegetali. I lipidi isolati dal materiale vegetale sono la base degli oli vegetali, mentre i lipidi estratti dagli animali sono usati come strutto o fonti generali di grassi. Una molecola di acido grasso ha una lunga catena di atomi di carbonio - tra 12 e 20 atomi di carbonio -...

Le reazioni chimiche possono essere classificate come endotermiche o esotermiche a seconda che le reazioni assorbano o rilascino calore quando si trasformano in prodotti. La differenza di energia tra reagenti e prodotti è nota come entalpia della reazione. Questo si trova calcolando la differenza di energie tra i prodotti e i reagenti, o ΔH. Se ΔH è positivo, la reazione è endotermica; Se è negativo, la reazione è esotermica. Mentre le reazioni chimiche sono tradizionalmente pensate come una...

esteri La struttura di un estere è un carbonile con un gruppo alchilico o arilico (R) da un lato e un ossigeno legato a un altro gruppo alchilico o arilico (R') dall'altro lato, rappresentato dalla formula generale: RCOOR'. Gli esteri possono essere comunemente derivati da una reazione di esterificazione tra un acido carbossilico e un alcol. Il gruppo ossidrile dell'acido carbossilico è sostituito da un gruppo alchilico o arilico. Gli esteri semplici, che hanno un basso peso molecolare e...

Aldeidi e chetoni Le aldeidi e i chetoni hanno un gruppo carbonilico (C=O) come gruppo funzionale. Un chetone ha due gruppi alchilici o arilici attaccati al carbonio carbonilico (RCOR'). Il chetone più semplice è l'acetone, che ha due gruppi metilici attaccati al carbonio carbonilico (CH3COCH3). Un'aldeide è simile a un chetone, tranne per il fatto che invece di due gruppi laterali collegati al carbonio carbonilico, hanno almeno un idrogeno (RCOH). L'aldeide più semplice è la formaldeide...

assorbanza Quando la luce interagisce con una sostanza, una parte della luce viene assorbita mentre il resto viene riflesso o trasmesso attraverso di essa. Le sostanze che percepiamo come aventi un colore riflettono la luce nell'intervallo visibile. Il colore della sostanza che siamo in grado di vedere dipende dalla lunghezza d'onda della luce riflessa. Una sostanza che percepiamo come blu riflette la luce nella gamma del blu (430 – 480 nm) dello spettro visibile. Secondo la ruota dei colori,...

alcoli Gli alcoli sono composti organici tra i più riconoscibili e familiari, in quanto hanno applicazioni e usi ad ampio raggio nella vita di tutti i giorni. Gli alcoli sono molecole organiche contenenti un gruppo funzionale ossidrilico collegato a un gruppo alchilico o arilico (ROH). Se il carbonio ossidrile ha un solo gruppo R, è noto come alcol primario. Se ha due gruppi R, è un alcol secondario e se ha tre gruppi R, è un alcol terziario. Come molti altri composti organici, anche gli alcoli...