Formulario di Chimica

La quantita chimica di un corpo puro

n =m

M

n = quantita chimica della sostanza (mol)m = massa del campione (g)M = massa molare (g mol−1)

La legge dei gas ideali

p V = nR T

n = quantita chimica della sostanza (mol)p = pressione del gas (Pa)V = volume del gas (m3)T = temperatura assoluta (K)R = costante dei gas ideali (8, 314 J K−1 mol−1)

Volume molare di un gas (T = 298 K, p = 101 kPa): 24 L mol−1

Descrizione della composizione di un miscuglio

x(A) =n(A)

n(A) + n(B) + · · ·

x(A) = frazione molare della specie An(A) = quantita chimica della specie A (mol)

p(A) = ptot x(A)p(A) = pressione parziale della specie A in un miscuglio di gas (kPa)ptot = pressione totale del miscuglio dei gas (kPa)ptot = p(A) + p(B) + · · ·

La concentrazione

c(A) =n(A)

V[A] ≡

c(A)

c0

n = quantita chimica del soluto (mol)c(A) = concentrazione molare del soluto (M ≡ mol L−1)V = volume della soluzione (L)c0 = concentrazione standard = 1, 0 M

L’equilibrio chimico aA + bB −⇀↽− cC + dD

Kc =[C]ceq [D]deq

[A]aeq [B]beq= exp

!

−∆µ0

R T

"

a, b, c, d = coefficienti stechiometrici[A]eq = concentrazione relativa all’equilibrioKc = numero (costante) di equilibrio∆µ0 = (c µ0

C + d µ0D) − (a µ0

A + b µ0B) (kJ mol−1)

Prodotto di solubilita

Mg3(PO4)2

H2O

−−−⇀↽−−−− 3 Mg 2+ + 2 PO 3 –4

Kps =#

Mg 2+$3

eq·#

PO 3−4

$2

eqpKps = − log Kps Kps = 10−pKps

1

Prodotto ionico dell’acqua (a 25 ◦C)

KW = [H3O+] ·

#

OH−

$

= 10−14 pH + pOH = 14

pH = − log [H3O+] [H3O

+] = 10−pH pOH = − log#

OH−

$ #

OH−

$

= 10−pOH

Equilibrio acido-base

H2O + HA −−⇀↽−− H3O+ + A – Costante acida Ka =

[H3O+] · [A−]

[HA]base2 acido1 acido2 base1

A – + H2O −−⇀↽−− HA + OH – Costante basica Kb =[HA] ·

#

OH−

$

[A−]base2 acido1 acido2 base1

Ka · Kb = KW pKa + pKb = 14

Indicatori acido-base

HIn + H2O −−⇀↽−− H3O+ + In− Ka =

[H3O+] ·

#

In−

$

[HIn]

Al punto di viraggio: [HIn] =#

In−

$

⇒ pH = pKa = − log Ka

Calcolo del pH

Acidi forti HA + H2O −→ H3O+ + A – [H3O

+] = Ca pH = − log Ca

Acidi deboli HA + H2O −⇀↽−− H3O+ + A – [HA] = Ca pH = − log

%√Ka · Ca

&

Basi forti B + H2O −→ BH+ + OH –#

OH−

$

= Cb pH = 14 + log Cb

Basi deboli B + H2O −⇀↽−− BH+ + OH – [B] = Cb pH = 14 + log%√

Kb · Cb

&

Tamponi HA + H2O −−⇀↽−− H3O+ + A – [HA] = Ca; [A−] = Cb pH = pKa + log

Cb

Ca

2

Il potenziale chimico e la potenza chimica

µ = µ0 + R T ln [A] µ = µ0 + µd log [A] µd = 5, 7 kJ mol−1

aA + bB −→ cC + dD ∆µR = (c µC + d µD) − (a µA + b µB)

Pchim = ∆µR · πR (J s−1) ∆Echim = ∆µR · ∆nR (J)

∆Echim = Pchim · ∆t

πR =πA

a=

πB

b= · · · (mol s−1) ∆nR =

∆nA

a=

∆nB

b= · · · (mol)

Legge di Henry - O2 (aq)−⇀↽− O2 (g)

'

O2 (g)

(

)

O2 (aq)

* = K

'

O2 (g)

(

= pressione relativa di O2 (g))

O2 (aq)

*

= concentrazione relativa di O2 (aq)

K = costante di Henry

La pressione osmotica

π = R · T · ctot =

π = pressione osmotica (Pa)ctot = concentrazione totale dei soluti (

+

ci) (mol m−3) (! 1 m3 = 1000 L)R = costante dei gas ideali (8, 314 J K−1 mol−1)T = temperatura (K) (TK = T◦C + 273, 15)

Equazione di Nernst

aA + bB −→ cC + dD

∆µR = −z · F · ∆E z = numero di elettroni scambiati nell’ossidoriduzione

∆E = ∆E0 −R · T

z · Fln

[C]c [D]d

[A]a [B]b∆E = ∆E0 −

0, 0591 V

zlog

[C]c [D]d

[A]a [B]b

Legge di Faraday - Me z+ + ze– −→ Me

m =M · I · t

z · F

m = massa del metallo depositata all’elettrodo (g)z = carica dello ione metallico M z+

M = massa molare del metallo (g mol−1)I = intensita della corrente elettrica (A)t = tempo (s)F = costante di Faraday (96500 C mol−1)

3

Legge di Lambert-Beer

Abs(λ) = ϵ(λ) · c · l

Abs(λ) = Assorbanza alla lunghezza d’onda λϵ(λ) = coefficiente di estinzione molare (L mol−1 cm−1)c = concentrazione del campione (mol L−1)l = lunghezza della cuvetta (cm)

Costanti e fattori di conversione

Velocita della luce nel vuoto c = 2,99 · 108 m s−1

Carica elementare e = 1,602 · 10−19 CCostante di Planck h = 6,626 · 10−34 J sCostante di Avogadro NA = 6,022 · 1023 mol−1

Costante dei gas ideali R = 8,314 J K−1 mol−1

Costante di Faraday F = 9,65 · 104 C mol−1

Pressione 1 bar = 1 · 105 PaTemperatura TK = T◦C + 273, 15Volume 1 m3 = 1000 L

Prefisso Simbolo Fattore Prefisso Simbolo Fattore

yotta Y 1024 deci d 10−1

zetta Z 1021 centi c 10−2

exa E 1018 milli m 10−3

peta P 1015 micro µ 10−6

tera T 1012 nano n 10−9

giga G 109 pico p 10−12

mega M 106 femto f 10−15

chilo k 103 atto a 10−18

etto h 102 zepto z 10−21

deca da 101 yocto y 10−24

Logaritmi ed esponenziale

ex = y ⇔ x = ln y

e0 = 1 ln 1 = 0

ex+y = ex · ey ln (u · v) = ln u + ln v

ex−y =ex

eyln

u

v= ln u − ln v

(ex)y = ex·y ln uv = v ln u

4