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test di miscibilità tra un liquido polare e uno apolare

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DNA

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1.Chimica online: https://www.chimica-online.it/
2.Wikipedia: https://it.wikipedia.org/wiki/Pagina_principale
3.Treccani: http://www.treccani.it/

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LEGAME A IDROGENO NELL'ACQUA

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ESANO

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misura la tendenza di un atomo ad attrarre a sé gli elettroni coinvolti in un
legame

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ACQUA

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ALCOL

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FONTI PRESE IN ESAME:

1."Chimica la natura delle cose" di Marcella Cioffi, SEI
2."Fare chimica" di Salvatore Passannanti e Carmelo Sbriziolo, Tramontana
3."Fondamenti di chimica" di Paolo Pistarà, Atlas
4."Sperimentare la chimica" di Daniela Pinzani, Cristina Panero e Giuseppe Bagni, Zanichelli
5."Chimica molecole in movimento" di Giuseppe Valitutti, Marco Falasca e Patrizia Amadio, Zanichelli
6."Introduzione alla biologia.verde" di Helena Curtis, N.Sue Barnes, Adriana Schnek e Graciela Flores, Zanichelli
7.Appunti delle lezioni di chimica

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Lo ione idrogeno è altamente instabile, a causa della sua alta densità di carica rappresentata dal suo unico protone.

Per questo motivo si tende a formare un legame dativo tra l'ossigeno della molecola d’acqua e H⁺ , formando così lo ione idronio.

In questo modo la carica dell’ unico protone dello ione H⁺ viene distribuita sull’intera molecola.

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Nell' eme il Fe è presente come Fe++ la configurazione 3d6 4s2 diventa 3d6, in quanto ha perso 2 elettroni.
Il Fe++ è coordinato a quattro atomi di azoto attraverso legami dativi, in più si lega reversibilmente anche all'ossigeno formando altri due legami di coordinazione.

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L’eme (o gruppo eme) è un complesso chimico membro di una famiglia di composti chiamati porfirine contenente un atomo di ferro. L'eme costituisce la parte NON PROTEICA (chiamata gruppo prostetico), di una serie di proteine tra cui L'EMOGLOBINA, la mioglobina e i citocromi. Questa molecola deve la sua importanza al fatto che può legare l'ossigeno, sia in forma molecolare, sia in altri composti (CO₂, CO, H₂O) proprio grazie all'atomo di ferro.
La funzione di questa molecola è basata sull'atomo di ferro, in grado di legare in maniera reversibile l'ossigeno, utilizzandolo per trasportare elettroni nella catena respiratoria, nel ridurre specie reattive dell'ossigeno o semplicemente trasportandolo nel sangue (emoglobina) o immagazzinandolo nei muscoli (mioglobina).

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Il legame covalente polare si forma per condivisione di due o più elettroni tra atomi di elementi non metallici diversi che presentano una differenza di elettronegatività 0,4<Δe<1,9.
I due elementi coinvolti nel legame evidenziano cariche elettriche parzialmente positive e parzialmente negative (δ+/δ-).
Spiegazione:  Nel caso in cui il legame unisca atomi con elettronegatività differente, i loro nuclei eserciteranno una diversa forza di attrazione sugli elettroni di legame, in particolare il doppietto di legame sarà attratto maggiormente dall’atomo più elettronegativo.
Nella molecola si vanno a creare due zone ben distinte:
una parzialmente positiva, un’altra parzialmente negativa.
Si dice quindi che la molecola presenta un dipolo e che il legame è polarizzato.

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Le sostanze che si sciolgono in acqua (ma in generale in tutti i solventi polari) possono essere come NON ELETTROLITI o ELETTROLITI.
Sono NON ELETTROLITI tutte le sostanze che sciolte in acqua, non si dissociano in ioni di carica opposta.
Il termine “non elettrolita” indica l’impossibilità per le soluzioni che contengono questo tipo di soluti di condurre la corrente elettrica.
Sono ELETTROLITI, invece, tutte le sostanze che, disciolte in acqua, si dissociano in maniera più o meno elevata, in ioni di carica opposta.
Quando un ELETTROLITA passa in soluzione si dice che:
 Si dissocia, se era costituito da ioni ancor prima di passare in soluzione (è il caso di Na +, Cl - )
 Si ionizza, se prima di passare in soluzione era costituito da molecole (è il caso di HCl)
Solitamente però si usa il verbo dissociare per entrambi i casi.
Tutte le soluzioni elettrolitiche, essendo costituite da ioni liberi di muoversi, sono perciò in grado di condurre la corrente elettrica.
La conducibilità di un elettrolita può essere più o meno grande, in quanto esistono ELETTROLITI
FORTI (completamente dissociati) ed ELETTROLITI DEBOLI (poco dissociati). Sono elettroliti forti tutti i sali, alcuni acidi e alcune basi; gli elettroliti deboli sono soltanto acidi e basi.

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La ionizzazione è il processo in cui molecole polari, poste in acqua, subiscono la rottura del legame covalente polare tra due atomi: la coppia di elettroni di legame rimane all'elemento più elettronegativo, che diventa un anione, mentre l'altro diventa un catione.

Questo fenomeno provoca quindi la formazione di ioni, che consentono alla soluzione di condurre elettricità.

Un esempio di questo fenomeno si ha in una soluzione acquosa di acido cloridrico, dove quest’ ultimo si ionizza in H⁺ e Cl⁻

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▪ Esperienza di laboratorio:

Polarità: strofinando delle bacchette di vetro o bachelite su un panno (preferibilmente di lana) e avvicinandole poi al flusso di acqua, creato da una buretta, notiamo che il flusso d’acqua viene deviato a causa dell’elettrizzazione indotta dal panno alle bacchette.

Miscibilità: acqua e alcool etilico messe in un’unica soluzione si mescolano, perché sono due sostanze polari, quindi simili, e formano un miscuglio omogeneo mentre invece se mettiamo acqua e esano assieme possiamo notare che non sono miscibili perché non sono uguali.

Solubilità: se aggiungiamo del saccarosio all’acqua quest’ultima scioglie il soluto e forma un miscuglio omogeneo. Se aggiungiamo del saccarosio all’alcol etilico non si scioglie se non in piccola quantità.

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Molecole biologiche che contengono doppi legami e presentano legami a ponte idrogeno sono le basi azotate del DNA.
Il DNA è una molecola con una struttura a doppia elica, i suoi monomeri sono detti nucleotidi, ogni nucleotide è costituito da uno zucchero, un gruppo fosfato e una base azotata.
Le basi azotate del DNA sono 4 ( Citosina, Guanina, Adenina e Timina) e sono complementari in quanto si devono legare con il proprio corrispondente (Adenina-Timina, Citosina-Guanina) .
L’Adenina forma due legami a idrogeno con la Timina, mentre la Citosina forma tre legami a idrogeno con la Guanina.
Questo appaiamento altamente specifico tra le basi azotate, consente di mantenere una dimensione costante della doppia elica, infatti le coppie sono formate in modo da associare una base ingombrante con una di dimensioni più piccole.

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Sostanza che si trova allo stato aeriforme ad una temperatura superiore alla sua temperatura critica
(in chimica-fisica si definisce critica la temperatura al di sopra della quale una sostanza non può esistere allo stato liquido).
Caratteristiche:
• Si espandono con grande facilità infatti, hanno grande libertà di movimento, elevata energia cinetica delle particelle e legami intermolecolari inesistenti o quasi
• Sono facilmente comprimibili: infatti tra le particelle esistono vasti spazi vuoti che si riducono man mano che il gas viene compresso
• A temperatura e pressione ambiente hanno bassa densità
Per descrivere lo stato di un gas bisogna definire tre grandezze fisiche che lo caratterizzano: volume, pressione e temperatura.
Esempi di gas possono essere  ossigeno (legame doppio) e anidride carbonica (legame doppio), che fanno parte dei componenti dell’atmosfera.
Entrambi sono solubili in acqua ma la solubilità dipende dalla temperatura .

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I composti ionici sono buoni conduttori di elettricità sia allo stato fuso sia in soluzione, questo perché gli ioni si possono muovere liberamente verso i poli
opposti. Non sono buoni conduttori allo stato solido perché gli ioni sono bloccati all'interno del reticolo cristallino.

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Il legame a idrogeno è un particolare tipo di interazione dipolo-dipolo che si viene a formare tra molecole nelle quali un atomo di idrogeno è legato covalentemente con un atomo di piccole dimensioni e fortemente elettronegativo (F, N, O), per esempio H₂O, NH₃, HF.
Il legame a idrogeno viene indicato da una linea tratteggiata che unisce l’idrogeno di una molecola con l’elemento fortemente elettronegativo dell’altra molecola.
La sua energia di legame è nettamente superiore a quella delle altre forze intermolecolari.
Quando uno o più atomi di idrogeno sono legati covalentemente ad un elemento più elettronegativo, si viene a creare un dipolo in cui l’atomo di H presenta una parziale carica positiva δ+ .
Se l’elemento a cui è legato l’atomo di idrogeno è fortemente elettronegativo, la positivizzazione dell’atomo di H è tale da consentire ad esso di legare con legame essenzialmente elettrostatico un altro atomo elettronegativo.
L’esistenza di tale legame si riflette su alcune proprietà fisiche delle sostanze interessate, in particolare l'elevata temperatura di ebollizione : gran parte dell’energia fornita, viene utilizzata per rompere i forti legami a idrogeno.

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Le forze di London sono attrazioni intermolecolari. Sono interazioni che avvengono tra molecole apolari causate dall’attrazione tra dipoli temporanei dovuti ai movimenti degli elettroni. Queste forze sono molto deboli.

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Le molecole dipolari (molecole con due poli, uno positivo δ + e l’altro negativo δ - e quindi dotato di
un momento di dipolo μ ) creano attorno a sé deboli campi elettrici che fanno sentire la propria
attrazione su altre molecole vicine.
In questo modo si verifica un’attrazione elettrostatica tra i poli opposti di due molecole: tale interazione è detta interazione dipolo-dipolo o forza di Keesom.
Quando una molecola polare si avvicina a una apolare, quest'ultima viene indotta alla polarizzazione: si crea un’interazione dipolo-dipolo indotto o forza di Debye.

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Il legame covalente multiplo si forma quando due atomi, per raggiungere la configurazione stabile (ottetto), condividono più di una coppia di elettroni. In base al numero di coppie condivise il legame può essere doppio o triplo.
Ne sono esempi i gas come l’ossigeno, l'azoto, l’anidride carbonica, le molecole biologiche (le basi azotate del DNA o gli amminoacidi con il gruppo carbossilico).

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Il legame covalente dativo è un particolare tipo di legame covalente nel quale la coppia di elettroni condivisi è fornita da uno solo degli atomi interessati nel legame.

Nel legame dativo, l’ atomo che mette in condivisione i suoi elettroni viene detto datore.

Quest’ ultimo deve aver raggiunto l’ ottetto esterno e deve avere una o più coppie di elettroni liberi.

L’ atomo che invece acquista l’ elettrone viene detto accettore.

Il legame covalente dativo viene rappresentato con una freccia (→), dal datore all'accettore.

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Il LEGAME COVALENTE PURO è presente all’interno di  molecole.

Il legame covalente puro indica la condivisione di due o più elettroni tra atomi non metallici dello stesso elemento o tra atomi di elementi diversi che presentano differenza di elettronegatività Δe < 0,4 . Essendo elettroni equamente attratti dai nuclei dei due atomi, non sono presenti né cariche totali né cariche parziali, positive o negative.
Molecole di questo tipo sono APOLARI.

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Esperienza di laboratorio:

Polarità: strofinando delle bacchette di vetro o bachelite su un panno (preferibilmente di lana) e avvicinandole poi al flusso di esano, creato da una buretta, notiamo che il flusso dell'esano non viene deviato perché è un solvente apolare, quindi non sono presenti dipoli all'interno della molecola.

Miscibilità: se si aggiunge esano ad acqua o ad alcool etilico si osserva la formazione di due fasi stratificate. Non si mescolano perché non sono sostanze simili, l'esano è apolare, mentre l'acqua e l'alcol sono polari.

Solubilità: se aggiungiamo del saccarosio all’esano si forma un miscuglio eterogeneo.
Il saccarosio non è solubile nell'esano, solvente apolare, perché è una molecola polare.

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“ IL LEGAME IONICO È DOVUTO ALLA FORZA DI ATTRAZIONE
ELETTROSTATICA CHE TIENE UNITI GLI IONI DI CARICA
OPPOSTA”
Il legame ionico si instaura tra un metallo e un non metallo  che presentano differenza di elettronegatività Δe ˃1,9.
In tal caso l’elemento meno elettronegativo (metallo) trasferisce i suoi elettroni di valenza all'atomo più  elettronegativo (non metallo) che invece li acquista.
Il metallo, che ha ceduto gli elettroni, si carica positivamente diventando CATIONE, mentre il non metallo, accettando elettroni, si carica negativamente diventando ANIONE.
In questo caso non si può parlare di legame chimico vero e proprio perché tra i due atomi non esiste alcuna coppia di elettroni condivisa infatti il legame ionico è dovuto solo alla forza elettrostatica tra i due ioni di carica opposta.

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FORMAZIONE DI LEGAMI COVALENTI MULTIPLI