Stechiometria

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La stechiometria (greco στοιχεῖον “elemento” e μέτρον “misura”) è la branca della Chimica che studia i rapporti quantitativi (rapporti ponderali, calcolo dei reagenti e dei prodotti) delle sostanze chimiche nelle reazioni chimiche.

La stechiometria si basa sulla legge di conservazione della massa in cui la massa totale dei reagenti è uguale alla massa totale dei prodotti, portando all’intuizione che le relazioni tra quantità di reagenti e prodotti formano tipicamente un rapporto di numeri interi positivi. Ciò significa che se le quantità dei reagenti separati sono note, è possibile calcolare la quantità del prodotto. Viceversa, se un reagente ha una quantità nota e la quantità dei prodotti può essere determinata empiricamente, è possibile calcolare anche la quantità degli altri reagenti.

Argomenti di studio

Gli argomenti di interesse nello studio della stechiometria sono elencati qui di seguito:

Rapporti ponderali nelle combinazioni chimiche

Stato gassoso

  • Gas ideali (leggi dei gas ideali ed equazione di stato dei gas ideali)
  • Densità dei gas
  • Pressioni parziali (legge di Dalton)
  • Dissociazione termica e grado di dissociazione
  • Legge di Gay-Lussac o delle combinazioni in volume
  • Legge di Graham

Equazioni chimiche

  • Equazioni chimiche e loro bilanciamento
  • Rapporti quantitativi tra le sostanze che partecipano ad una reazione

Soluzioni

  • Concentrazioni (e unità di concentrazione)
  • Mescolanza e diluizione delle soluzioni
  • Analisi volumetrica
  • Proprietà colligative delle soluzioni di non elettroliti

Termodinamica

  • Energia interna
  • Entalpia (standard e di formazione)
  • Legge di Hess (e applicazioni)
  • Energia di dissociazione ed energia media di legame
  • Funzioni di stato: entropia ed energia libera (e applicazioni)

Legge di azione di massa

  • Diverse forme della costante di equilibrio e loro relazioni
  • Calcolo del valore della costante di equilibrio
  • Calcolo delle concentrazioni (o pressioni parziali) di equilibrio dal valore della costante di equilibrio
  • Variazione di energia libera standard e costante di equilibrio
  • Variazione della costante di equilibrio con la temperatura

Dissociazione elettrolitica

  • Elettroliti forti e deboli (grado di dissociazione)
  • Effetto della dissociazione sulle proprietà colligative delle soluzioni di elettroliti
  • Resistenza, conduttanza e conduttività di una soluzione elettrolitica
  • Conducibilità equivalente
  • Elettrolisi (leggi di Faraday)

Equilibri acido-base

  • Ionizzazione dell’acqua, pH, pOH
  • Soluzioni di acidi e basi forti
  • Soluzioni di acidi monoprotici deboli
  • Soluzioni di basi monoprotiche deboli
  • Acidi poliprotici
  • Soluzioni tampone
  • Equilibrio acido-base nelle soluzioni saline
  • Equilibrio acido-base nelle soluzioni di amminoacidi
  • Titolazione acido-base
  • Indicatori

Equilibri di solubilità

  • Soluzioni sature
  • Solubilità
  • Prodotto di solubilità
  • Solubilità di un elettrolita in una soluzione contenente uno dei suoi ioni (effetto dello ione comune)
  • Condizioni per la formazione di un precipitato
  • Precipitazione frazionata
  • Effetto dell’acidità della soluzione sulla solubilità
  • Ripartizione di un soluto tra due solventi non miscibili
  • Solubilità dei gas nei liquidi (legge di Henry)

Pile e potenziali di ossidoriduzione

  • Pile, semielementi e loro rappresentazione
  • Potenziale normale di un semielemento
  • Equazione di Nernst
  • Pile a concentrazione
  • Calcolo di ΔG° e della costante di equilibrio di una reazione di ossidoriduzione dai valori dei potenziali normali
  • Speciale stato di riferimento per le reazioni nei sistemi biologici.

Altre informazioni

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