Formule Base: Gas e Concentrazioni

La legge dei gas ideali PV = nRT è la tua migliore amica - memorizza bene la costante R $0,082 l-atm/K-mole è la più usata$. Ricorda che le moli si calcolano sempre dividendo i grammi per il peso molecolare: n = gr/PM.

Per le concentrazioni, hai tre tipi principali da conoscere. La molarità (M) esprime le moli di soluto per litro di soluzione, mentre la molalità (m) usa i chilogrammi di solvente. La normalità (N) divide per il peso equivalente invece che per il peso molecolare.

Le conversioni sono fondamentali: 1 atm = 760 mmHg, 0°C = 273,16 K, e 1 m³ = 1000 L. La frazione molare X rappresenta il rapporto tra le moli del componente e le moli totali.

💡 Trucco: Per non sbagliare le conversioni di temperatura, ricorda sempre di aggiungere 273 per passare da Celsius a Kelvin!

Equilibri Chimici e Termodinamica

L'energia libera di Gibbs (ΔG) ti dice tutto: se è negativa la reazione è spontanea, se è zero sei all'equilibrio, se è positiva la reazione non avviene. La formula ΔG = ΔH - TΔS collega entalpia, temperatura ed entropia.

Le costanti di equilibrio hanno tre forme: Kc (concentrazioni), Kp (pressioni) e Kx (frazioni molari). Sono collegate dalla relazione Kp = Kc(RT)^Δv, dove Δv è la differenza tra moli di prodotti e reagenti gassosi.

Temperatura e pressione influenzano l'equilibrio secondo Le Chatelier. Se ΔH > 0 (endotermica), aumentando T l'equilibrio si sposta verso i prodotti. Per la pressione, se Δv > 0 (più moli gassose nei prodotti), aumentando P l'equilibrio si sposta verso i reagenti.

Cinetica e Elettrochimica

La velocità di reazione dipende dall'equazione di Arrhenius: k = A·e^$-Ea/RT$. Per le reazioni del primo ordine, ln$[A]₀/[A]$ = kt e il tempo di dimezzamento è t₁/₂ = ln2/k. Nel secondo ordine, 1/[A] - 1/[A]₀ = kt.

La conducibilità elettrica segue la legge di Ohm: E = RI. La resistenza R = ρ$l/S$ dipende dalla resistività ρ, lunghezza l e sezione S del conduttore.

Nelle pile elettrochimiche, il potenziale si calcola con l'equazione di Nernst: E = E° + $0,0592/n$·log$[ox]/[rid]$ a 25°C. Ricorda: al catodo (+) avviene la riduzione, all'anodo (-) l'ossidazione.

💡 Ricorda: "Anodo Ossidazione" e "Catodo Riduzione" - le due O e le due R ti aiutano a non confonderti!

Acidi, Basi e Soluzioni

Il grado di dissociazione α ti dice quanto è forte un elettrolita: α = 1 per elettroliti forti, 0 < α < 1 per quelli deboli. Il coefficiente di Van't Hoff i = 1 + α(ν-1) corregge le proprietà colligative.

Per gli acidi deboli: [H⁺] = √(Ka·C), per le basi deboli: [OH⁻] = √(Kb·C). Ricorda sempre che Ka·Kb = Kw = 10⁻¹⁴.

Le soluzioni tampone mantengono il pH costante. Per un tampone acido debole/sale: [H⁺] = Ka·$Cacido/Csale$. Per un tampone base debole/sale: [OH⁻] = Kb·$Cbase/Csale$.

Proprietà Colligative ed Elettrodi

Le proprietà colligative dipendono solo dal numero di particelle, non dalla loro natura. La pressione osmotica π = MRT·i, l'abbassamento della tensione di vapore ΔP = XB·Pi, e le variazioni di temperatura ΔT = Km·i.

L'idrolisi salina cambia il pH delle soluzioni. I sali di acido forte + base debole danno pH acido: [H⁺] = √$Kw/Kb·Csale$. I sali di acido debole + base forte danno pH basico: [OH⁻] = √$Kw/Ka·Csale$.

Gli elettrodi hanno formule specifiche. Quelli al platino come Fe³⁺/Fe²⁺: E = E° + (0,0592/1)·log$[Fe³⁺]/[Fe²⁺]$. Quelli a gas come H⁺/H₂: E = E° + (0,0592/2)·log$[H⁺]²/PH₂$.

💡 Attenzione: Nelle soluzioni isotoniche la pressione osmotica π è uguale - questo è importante in biologia!

Chimica Organica: Idrocarburi

Gli alcani $CnH2n+2$ sono saturi e bruciano completamente con O₂ formando CO₂ e H₂O. La nomenclatura è semplice: met-, et-, prop-, but- + suffisso -ano. Il metano CH₄ è il più semplice.

Gli alcheni (CnH2n) hanno un doppio legame C=C. Si riconoscono dal suffisso -ene: etilene C₂H₄, propilene C₃H₆. Sono più reattivi degli alcani per il doppio legame.

Gli alchini $CnH2n-2$ contengono un triplo legame C≡C. L'acetilene C₂H₂ è il più famoso. Sono ancora più reattivi degli alcheni.

Il benzene C₆H₆ è l'idrocarburo aromatico base, mentre il toluene C₇H₈ è benzene + gruppo metile. Gli aromatici hanno proprietà speciali dovute alla delocalizzazione elettronica.

💡 Trucco: Per ricordare le formule molecolari: alcani "pieni" di H, alcheni "meno 2 H" per il doppio legame, alchini "meno 4 H" per il triplo!