Chimica - Piccin

SESTA EDIZIONE 

Chimica 

Principi e reazioni

Dello stesso Editore: 

ABBOTTO/PAGANI – Chimica eterociclica 

ABELES – Biochimica 

ALESCIO – Biologia dinamica 

AMEND/MUNDY/ARMOLD – Chimica generale, 

organica e biologica 

ARANEO – Chimica 

ARIENTI – Le basi molecolari della nutrizione 

ARIENTI – Un compendio di Biochimica per le 

lauree triennali 

BATSCHELET – Matematica per biologi 

BAUER et al. – Analisi strumentale 

BERCHIESI/SANTINI – L’acustica molecolare in 

chimica 

BERGMEYER – Principi di analisi enzimatica 

BOLOGNANI – Bioenergetica 

BOLOGNANI/VOLPI – Tavole metaboliche 

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BUCHNER et al. – Chimica inorganica industriale 

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alimenti 

CABRAS/MARTELLI – Analisi chimica 

degli alimenti 

CALDERA/BURTI – Manuale di chimica 

e biochimica clinica 

CASTINO/ROLETTO – Statistica applicata 

CHARLOT – Analisi chimica qualitativa 

CHRISTIAN – Chimica analitica 

CLIFFORD – La chimica inorganica dell’analisi 

qualitativa 

COLTON – Statistica in medicina 

COOPER – Biologia molecolare e cellulare 

CROMER – Fisica per medicina e per corsi 

ad indirizzo biologico 

D’ISCHIA – La chimica inorganica in laboratorio 

DEWICK – Chimica, biosintesi e bioattività delle 

sostanze naturali 

DUFF – Principi di geofisica 

DURANTI/PAGANI – Enzimologia 

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FABBRI – La trasformazione chimica 

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FOYE - Chimica farmaceutica 

FREISER/FERNANDO – Gli equilibri ionici nella 

chimica analitica 

FREUND/WILSON – Metodi statistici 

FURLANUT – Farmacologia generale e clinica 

per le lauree triennali 

GALZIGNA – Introduzione alla biochimica clinica 

e patologica 

GALZIGNA – Principi di enzimologia 

GARRETT – Principi di biochimica 

GREENWOOD/EARNSHAW – Chimica 

degli elementi 

HEIMLER/BANDINELLI – Chimica inorganica 

HOGNESS – Analisi qualitativa 

HUHEEY – Chimica inorganica: principi, strutture, 

reattività 

JOHNSTONE/WEBB – Energia caos e reazioni 

chimiche 

KEISLER – Elementi di analisi matematica 

KOLTHOFF – Analisi chimica quantitativa 

LEE – Compendio di chimica inorganica 

MAFFEI – Biochimica vegetale 

MANAHAN – Chimica ambientale 

MANGIAROTTI – Biologia molecolare 

MARZONA – Chimica delle fermentazioni 

MAUGINI – Botanica farmaceutica 

McMURRY – Chimica organica 

MICHELIN LAUSAROT/VAGLIO – Stechiometria 

per la Chimica Generale 

MOORE – Chimica fisica 

MORASSI/SPERONI – Il laboratorio chimico 

NORMAN/COXON – Chimica organica 

PEDULLI – Metodi fisici in chimica organica 

PETRUCCI – Chimica generale 

PONTICELLI/USAI – Chimica generale 

e inorganica con elementi di chimica organica 

(per lauree trieannali) 

RADAELLI/CALAMAI – Chimica del terreno 

SAMAJA – Biochimica per le lauree triennali 

SANTAGADA/CALIENDO – Peptidi 

e peptidomimetici 

SAVELLI-BRUNO – Analisi chimica farmaceutica 

SENATORE – Biologia cellulare 

e Botanica farmaceutica 

SIENKO et al. – Esercitazioni di chimica 

SILIPRANDI/TETTAMANTI – Biochimica medica 

SKOOG/WEST – Introduzione alla chimica analitica 

SLOWINSKI/WOLSEY/MASTERTON – Esperimenti 

di laboratorio di chimica generale e inorganica 

con analisi qualitativa per il I anno 

SPANDRIO – Principi e tecniche di chimica clinica 

WEISSERMEL/ARPE – Chimica organica industriale 

WHITTEN – Chimica: 

ZIEGLER – Conoscenze attuali in nutrizione

SESTA EDIZIONE 

Chimica 

Principi e reazioni 

William L. Masterton 

University of Connecticut 

Cecile N. Hurley 


Edizione italiana a cura del 

Prof. Gino Paolucci 

Università Ca’ Foscari di Venezia 

Aggiornamenti della sesta edizione italiana 

a cura di 

Valerio Causin 

Università degli Studi di Padova

Titolo originale 

Chemistry: Principles and Reactions, Sixth Edition 

by William L. Masterton & Cecile N. Hurley 

© 2009 Brooks/Cole Cengage Learning 

Tutti i diritti sono riservati 

È VIETATA PER LEGGE LA RIPRODUZIONE IN FOTOCOPIA 

ED IN QUALSIASI ALTRA FORMA 

È vietato riprodurre, archiviare in un sistema di riproduzione 

o trasmettere sotto qualsiasi forma o con qualsiasi mezzo elettronico, 

meccanico, per fotocopia, registrazione o altro, 

qualsiasi parte di questa pubblicazione 

senza autorizzazione scritta dell’Editore. 

Ogni violazione sarà perseguita secondo le leggi civili e penali. 

ISBN 978-88-299-2041-9 

Stampato in Italia 

© Copyright 2010 by Piccin Nuova Libraria S.p.A., Padova 

www.piccin.it

Dedica 

In memoria di William Lewis Masterton 

Insegnante senza pari 

Didatta senza paragoni 

Amico e mentore 

Ci manchi

Sommario 

1 La materia e la sua misura 1 

2 Atomi, molecole e ioni 24 

3 Relazioni di massa in chimica; stechiometria 50 

4 Reazioni in soluzione acquosa 74 

5 I gas 102 

6 Struttura elettronica e la tavola periodica 132 

7 Il legame covalente 164 

8 Termochimica 196 

9 Liquidi e solidi 226 

10 Le soluzioni 258 

11 Velocità di reazione 284 

12 Equilibrio chimico dei gas 322 

13 Acidi e basi 352 

14 Equilibri nelle soluzioni acido-base 382 

15 Ioni complessi 408 

16 Equilibri di precipitazione 430 

17 Spontaneità di una reazione 450 

18 Elettrochimica 480 

19 Reazioni nucleari 512 

20 La chimica dei metalli 534 

21 La chimica dei non metalli 554 

22 La chimica organica 578 

23 Polimeri organici, naturali e sintetici 610 

Appendice 1: Unità, costanti e dati di riferimento 635 

Appendice 2: Proprietà degli elementi 641 

Appendice 3: Esponenti e logaritmi 643 

Appendice 4: Nomenclatura di ioni complessi 648 

Appendice 5: Orbitali molecolari 650 

Appendice 6: 

Riconoscimenti 677 

Indice analitico/Glossario 681 

Risposte ai quesiti e problemi con numeri pari e ai problemi 

sfida 656 

vi

Indice generale 

1 LA MATERIA E LA SUA MISURA 1 

1.1 Tipi di materia 2 

1.2 Misure 6 

1.3 Proprietà delle sostanze 13 

Chimica: Il lato umano: Antoine Lavoisier 14 

Chimica fuori dell’aula: Titanio: un metallo dell’era spaziale 18 

Sommario del capitolo 19 

Problema riassuntivo 19 

Quesiti e problemi 20 

Charles D. Winters 

2 ATOMI, MOLECOLE E IONI 24 

2.1 Gli atomi e la teoria atomica 25 

2.2 I componenti dell’atomo 25 

Chimica: Il lato umano: John Dalton 27 

2.3 Introduzione alla tavola periodica 31 

Chimica: Il lato umano: La storia della tavola periodica 32 

2.4 Molecole e ioni 34 

2.5 Formule dei composti ionici 38 

2.6 Nomi dei composti 39 

Chimica fuori dell’aula: L’alcol etilico e la legge 43 



Quesiti e Problemi 45 

vii

3 RELAZIONI DI MASSA IN CHIMICA; STECHIOMETRIA 50 

3.1 Masse atomiche 51 

3.2 La mole 55 

3.3 Le relazioni di massa nelle formule chimiche 56 

3.4 Le relazioni di massa nelle reazioni 60 

Chimica fuori dell’aula: Gli idrati 66 



Quesiti e Problemi 68 

4 REAZIONI IN SOLUZIONE ACQUOSA 74 

4.1 Concentrazione dei soluti; molarità 75 

4.2 Reazioni di precipitazione 78 

4.3 Reazioni acido-base 81 

Chimica: Il lato umano: Svante August Arrhenius 86 

4.4 Reazioni di ossidazione-riduzione 86 

Chimica fuori dell’aula: Cambiamenti di colore reversibili 92 





5 I GAS 102 

5.1 Misurazioni nei gas 103 

5.2 La legge dei gas ideali 105 

5.3 Calcoli con la legge dei gas 107 

5.4 Stechiometria delle reazioni in fase gassosa 111 

Chimica: Il lato umano: Amedeo Avogadro 113 

5.5 Le miscele di gas: pressioni parziali e frazioni molari 114 

5.6 La teoria cinetica dei gas 117 

5.7 I gas reali 122 

Chimica fuori dell’aula: Airbag 124 




viii 

Indice generale

6 STRUTTURA ELETTRONICA E 

LA TAVOLA PERIODICA 132 

6.1 Luce, energie dei fotoni e spettri atomici 133 

6.2 L’atomo di idrogeno 137 

6.3 Numeri quantici 140 

6.4 Orbitali atomici: forma e dimensioni 143 

6.5 Configurazioni elettroniche negli atomi 143 

Chimica: Il lato umano: Glenn Theodore Seaborg 147 

6.6 Diagrammi orbitalici degli atomi 148 

6.7 Disposizione elettronica negli ioni monoatomici 150 

6.8 Andamenti periodici nelle proprietà degli atomi 152 

Chimica fuori dell’aula: Perchè le aragoste diventano rosse da cotte? 157 




7 IL LEGAME COVALENTE 164 

7.1 Le strutture di Lewis; la regola dell’ottetto 166 

Chimica: Il lato umano: Gilbert Newton. Lewis 174 

7.2 Geometria molecolare 175 

7.3 Polarità delle molecole 182 

7.4 Orbitali atomici; ibridizzazione 185 

Chimica fuori dell’aula: I gas nobili 190 




S. Ruven Smith 

8 TERMOCHIMICA 196 

8.1 Principi del flusso di calore 197 

8.2 Misura del flusso di calore; calorimetria 200 

8.3 Entalpia 203 

8.4 Equazioni termochimiche 204 

8.5 Entalpie di formazione 208 

8.6 Entalpia di legame 212 


ix

8.7 La prima legge della termodinamica 214 

Chimica fuori dell’aula: Bilancio energetico nel corpo umano 218 




9 LIQUIDI E SOLIDI 226 

9.1 Equilibrio liquido-vapore 227 

9.2 Diagrammi delle fasi 233 

9.3 Sostanze molecolari; forze intermolecolari 235 

9.4 Solidi a reticolo covalente, ionici e metallici 240 

9.5 Strutture cristalline 245 

Chimica: Il lato umano: Dorothy Crowfoot Hodgkin 248 

Chimica fuori dell’aula: Allotropia 250 




George Semple 

10 LE SOLUZIONI 258 

10.1 Unità di concentrazione 259 

10.2 Principi di solubilità 264 

10.3 Proprietà colligative dei non elettroliti 267 

10.4 Proprietà colligative degli elettroliti 274 

Chimica fuori dell’aula: Lo sciroppo d’acero 277 




11 VELOCITÀ DI REAZIONE 284 

11.1 Significato di velocità di reazione 285 

11.2 Velocità di reazione e concentrazione 287 

11.3 Concentrazione dei reagenti e tempo 292 

11.4 Modelli per la velocità di reazione 298 

Chimica: Il lato umano: Henry Eyring 301 

11.5 Velocità di reazione e temperatura 301 

11.6 Catalisi 305 


x 

Indice generale

11.7 Meccanismi di reazione 307 

Chimica fuori dell’aula: La storia dell’ozono 310 




12 EQUILIBRIO CHIMICO DEI GAS 322 

12.1 Il sistema in equilibrio N 2 O 4 –NO 2 323 

12.2 L’espressione della costante di equilibrio 326 

12.3 Determinazione di K 331 

12.4 Applicazioni della costante di equilibrio 333 

12.5 Effetto delle variazioni delle condizioni su un sistema in equilibrio 337 

Chimica fuori dell’aula: Un’applicazione industriale dell’equilibrio gassoso 342 




13 ACIDI E BASI 352 

13.1 Il modello acido-base di Brønsted-Lowry 353 

13.2 Il prodotto ionico dell’acqua 354 

13.3 pH e pOH 355 

13.4 Acidi deboli e loro costanti di equilibrio 359 

13.5 Basi deboli e loro costanti di equilibrio 368 

13.6 Proprietà acido-base delle soluzioni saline 372 

Chimica fuori dell’aula: Acidi e basi organici 374 




14 EQUILIBRI NELLE SOLUZIONI ACIDO-BASE 382 

14.1 I tamponi 383 

14.2 Indicatori acido-base 391 

14.3 Titolazioni acido-base 394 


xi

Chimica fuori dell’aula: Piogge acide 400 




15 IONI COMPLESSI 408 

15.1 Composizione degli ioni complessi 409 

15.2 Geometria degli ioni complessi 413 

15.3 Struttura elettronica degli 

ioni complessi 416 

Chimica: Il lato umano: 

Alfred Werner 417 

15.4 Costanti di formazione degli 

ioni complessi 422 

Chimica fuori dell’aula: I chelati: naturali e sintetici 424 





16 EQUILIBRI DI PRECIPITAZIONE 430 

16.1 Formazione del precipitato; costante del prodotto di solubilità (K ps ) 431 

16.2 Solubilizzazione di precipitati 439 

Chimica fuori dell’aula: Analisi qualitativa 443 




17 SPONTANEITÀ DI UNA REAZIONE 450 

17.1 Processi spontanei 451 

17.2 Entropia, S 453 

17.3 Energia libera, G 458 

Chimica: Il lato umano: J. Willard Gibbs 459 

17.4 Variazione di energia libera standard, G° 460 

17.5 Effetto di temperatura, pressione e concentrazione 

sulla spontaneità di una reazione 463 


xii 

Indice generale

17.6 Variazione di energia libera e la costante di equilibrio 467 

17.7 Additività delle variazioni di energia libera; reazioni accoppiate 468 

Chimica fuori dell’aula: L’elasticità della gomma: un fenomeno entropico 470 




18 ELETTROCHIMICA 480 

18.1 Celle voltaiche 481 

18.2 Potenziali standard 485 

18.3 Relazioni tra E°, G° e K 491 

18.4 Effetto della concentrazione sul potenziale 492 

18.5 Celle elettrolitiche 496 

18.6 Pile commerciali 499 

Chimica: Il lato umano: Michael Faraday 501 

Chimica fuori dell’aula: Cella a combustibile: la prossima frontiera nella conversione da energia 

chimica a energia elettrica? 503 




19 REAZIONI NUCLEARI 512 

19.1 La radioattività 513 

Chimica: Il lato umano: I Curie 517 

19.2 La velocità del decadimento radioattivo 518 

19.3 Relazioni massa-energia 520 

19.4 Fissione nucleare 523 

19.5 Fusione nucleare 526 

Chimica fuori dell’aula: Effetti biologici 

delle radiazioni 528 




NASA 


xiii

20 LA CHIMICA DEI METALLI 534 

20.1 La metallurgia 535 

20.2 Le reazioni dei metalli alcalini e alcalino-terrosi 541 

20.3 La chimica di ossidoriduzione dei metalli di transizione 544 

Chimica fuori dell’aula: Metalli essenziali 

nell’alimentazione 550 




21 LA CHIMICA DEI NON METALLI 554 

21.1 Gli elementi e la loro preparazione 555 

21.2 I composti con idrogeno dei non metalli 559 

21.3 I composti con ossigeno dei non metalli 563 

21.4 Ossiacidi e ossianioni 566 

Chimica fuori dell’aula: Arsenico e selenio 573 




22 LA CHIMICA ORGANICA 578 

22.1 Gli idrocarburi saturi: alcani 580 

22.2 Gli idrocarburi insaturi: alcheni e alchini 585 

22.3 Gli idrocarburi aromatici e loro derivati 588 

22.4 Gruppi funzionali 590 

22.5 Isomeria nei composti organici 597 

22.6 Reazioni organiche 601 

Chimica fuori dell’aula: Colesterolo 603 





xiv 

Indice generale

23 POLIMERI ORGANICI, NATURALI E SINTETICI 610 

23.1 Polimeri sintetici di addizione 611 

23.2 Polimeri sintetici di condensazione 614 

23.3 Carboidrati 617 

23.4 Proteine 621 

Chimica fuori dell’aula: Identificazione attraverso il DNA 628 




Appendici 

1 Unità, costanti e dati di riferimento 635 

2 Proprietà degli elementi 641 

3 Esponenti e logaritmi 643 

4 Nomenclatura di ioni complessi 648 

5 Orbitali molecolari 650 

6 Risposte ai quesiti e problemi con numeri pari e ai problemi sfida 656 

Riconoscimenti 677 

Indice analitico/Glossario 681 


xv

Prefazione 

L 

a prefazione di un libro di testo è una delle sezioni più difficili da scrivere. In occasione 

delle ultime cinque edizioni, io e Bill Masterton ci siamo incontrati per 

un lungo pranzo e per parlare degli argomenti che avremmo voluto introdurre 

nella prefazione. Il pranzo (sempre cheeseburger e patatine per Bill, a meno che nel menu 

non ci fossero sgombro e okra fritta) finiva sempre con la stessa frase di Bill: “tu intanto 

scrivi una bozza della prefazione, ed io la aggiusterò”. Per questa edizione non c'è stato il 

pranzo, non c'era nessuno con cui discutere e nessuno ad aggiustare la mia bozza. Allora 

cercherò io di aggiustare le idee di cui io e Bill abbiamo parlato in una lunga conversazione 

telefonica. Queste sono le domande cui abbiamo cercato di rispondere. 

Perché continuare a scrivere un libro breve? 

La risposta è ovvia, se si pensa ai costi crescenti delle tasse universitarie, allo sfruttamento 

delle foreste e alle schiene doloranti degli studenti. La vignetta in questa pagina illustra la 

nostra opinione. Siamo rimasti convinti del fatto che sia possibile coprire completamente 

(od almeno quasi completamente) gli argomenti di un corso annuale con un solo libro di 

testo. Gli studenti si domandano giustamente perché debbano pagare per un libro di 1000 

pagine con “roba” che non vedranno mai durante il corso. Non abbiamo ancora trovato 

una valida risposta, quindi il nostro obiettivo è stato un libro di poco più di 600 pagine. 

Come scriveremo questa edizione di questo libro breve? 

Dopo aver superato la convinzione che un libro breve sia un libro di basso livello, abbiamo 

rinnovato il nostro impegno a trattare concetti generali in modo conciso, ma senza sacrificare 

profondità, rigore e chiarezza. I nostri criteri su quale materiale includere continuano 

ad essere l'importanza e la rilevanza per lo studente, non la difficoltà. Per raggiungere tale 

scopo, abbiamo adottato un approccio su tre fronti: 

Dato il peso dei libri di testo in continuo 

aumento, molti studenti stanno 

cercando un’alternativa agli zaini. 

1. Eliminare le ripetizioni e le duplicazioni, ove possibile. Come nelle edizioni precedenti 

questo testo usa: 

■ 

■ 

■ 

■ 

Solo un metodo per bilanciare le reazioni redox, il metodo delle semi-equazioni introdotto 

nel Capitolo 4. 

Solo un metodo per lavorare su problemi inerenti la legge dei gas, usando la legge 

dei gas ideali in tutti i casi (Capitolo 5). 

Solo un modo di calcolare H (Capitolo 8), usando le entalpie di formazione. 

Solo una costante di equilibrio per reazioni in fase gas (Capitolo 12), la costante 

termodinamica K, spesso indicata come K p . Questo semplifica non solo il trattamento 

degli equilibri in fase gas, ma anche la discussione della spontaneità delle 

reazioni (Capitolo 17) e l'elettrochimica (Capitolo 18). 

2. Relegare alle appendici o agli inserti “Chimica fuori dall'aula” gli argomenti normalmente 

affrontati da testi di più di 1000 pagine. Gli argomenti in questa categoria includono: 

■ La teoria degli orbitali molecolari (Appendice 5). La nostra esperienza è stata (e 

continua ad essere) che nonostante questo approccio sia importante per il legame 

xvi

■ 

■ 

■ 

chimico, la gran parte degli studenti di chimica generale non lo capiscono, ma ne 

memorizzano soltanto i principi discussi in classe. 

La nomenclatura degli ioni complessi e dei composti organici. Crediamo che questo 

materiale sia di scarso valore in un corso iniziale. Gli studenti dimenticano presto 

come si nomina uno ione complesso, perché hanno poche occasioni di applicare 

queste regole. È sembrato meglio lasciare la nomenclatura organica ad un 

corso di chimica organica. 

Analisi qualitativa. È riassunta in un paio di pagine nella sezione “Chimica fuori 

dall'aula” del Capitolo 16. Una discussione estesa dello schema di analisi qualitativa 

e della chimica su cui si basa devono essere oggetto di un manuale di laboratorio, 

non di un libro di testo di un corso d'aula. 

Biochimica. Questa materia è tradizionalmente trattata nell'ultimo capitolo dei testi 

di chimica generale. Mentre abbiamo introdotto molti argomenti biochimici nel 

testo (tra questi la discussione del gruppo eme nel Capitolo 15 ed i carotenoidi nel 

Capitolo 6), non troviamo sia il caso di inserire un intero capitolo di biochimica. È 

un argomento indubbiamente interessante, ma richiede un background di chimica 

organica che uno studente del primo anno non ha. 

3. Evitare divagazioni superflue, applicazioni al mondo reale e aneddoti sugli scienziati 

durante l'esposizione dei principi. Abbiamo inserito molte applicazioni all'interno dei 

problemi e in alcuni punti del testo. In generale, però, ci siamo attenuti ad un approccio 

molto scarno. Gli studenti possono essere distratti da questi interessanti intermezzi, 

proprio mentre stanno faticando per capire i concetti. Abbiamo inserito le nostre applicazioni 

al mondo reale preferite e le storie personali degli scienziati in sezioni separate, 

“Chimica fuori dall'aula” e “Chimica: il lato umano”. I nostri studenti dicono che 

leggono sempre per prime queste sezioni e che sono tra le parti del libro che preferiscono. 

Apprezzano anche le note a lato del testo. 

Come si differenzia la sesta edizione rispetto alla quinta? 

Nonostante i principi della chimica generale non cambino, ci sono sempre molti modi per 

migliorare un libro, renderlo più facile da usare e più interessante. La nostra speranza era 

che uno studente, confrontando la sesta edizione con la quinta, concludesse “era proprio il 

caso di fare una revisione. Ora capisco meglio”. (Dubitavamo che gli studenti sarebbero 

stati così benevoli, ma lo speravamo!) I cambiamenti che abbiamo apportato per realizzare 

questa speranza sono: 

■ 

Aggiornare gli esempi nel testo. Circa il 30% è stato rivisto, per aumentare il rigore 

degli esempi quantitativi ed approfondire la comprensione concettuale degli 

argomenti. Molti studenti hanno ammesso (per la proverbiale mancanza di 

tempo) che invece di risolvere i problemi alla fine del capitolo, facevano gli 

esempi (perché avevano la soluzione sotto gli occhi). Si lamentavano però che 

alcuni degli esempi erano troppo semplici per prepararli ai compiti per casa ed 

agli esami. 

■ Aggiungere nuove domande ed esercizi alla fine dei capitoli. Ci sono circa 200 

nuove domande o esercizi alla fine dei capitoli, molti di essi concettuali. 

■ 

■ 

■ 

■ 

Continuare il processo di aggiornamento da immagini statiche ad immagini 

“autoesplicanti”, in cui i commenti prima inseriti nel testo, sono stati introdotti 

nell'immagine stessa. Crediamo che un tale approccio sia più adatto per gli studenti 

di oggi. 

Aggiornamento ed ammodernamento delle fotografie e dei modelli molecolari. 

Revisione dello stile dei grafici per renderli più chiari. 

Invitare altri autori a scrivere degli inserti sulla loro attività di ricerca recente od 

attuale. Ci sono quattro nuovi contenuti per le sezioni “Chimica fuori dall'aula”. 

Prefazione 

xvii

Ringraziamenti 

M 

olte delle persone che hanno utilizzato questo libro, sia docenti che studenti, 

hanno scritto lettere ed email per dare dei suggerimenti su come 

migliorare l’opera. Altri hanno semplicemente chiamato per porgere le 

loro condoglianze in occasione della scomparsa del mio co-autore. Sono grata a tutti loro. 

Tra i revisori che hanno supportato la preparazione di questa edizione vi sono: 

Christopher Babb, Berry College 

Kathleen Brunke, Christopher Newport University 

Kevin Cantrell, University of Portland 

S. Michael Condren, Christian Brothers University 

Becky A. Gee, Long Island University 

Richard L. Nafshun, Oregon State University 

Edward J. Neth, University of Connecticut 

James A. Phillips, University of Wisconsin, Eau Claire 

David Treichel, Nebraska Wesleyan University 

Will Wickun, Montana State University, Billings 

Sono particolarmente grata ai Professori Fatma Selampinar (University of Connecticut) 

e David Shinn (University of Hawaii, Manoa) per le loro accurate revisioni. La loro 

precisione ed attenzione ai dettagli è incredibile. 

I Professori Harry Frank (University of Connecticut), Steven Shaw (Montana State 

University), Greg Sotzing (University of Connecticut), e Leslie Sperling (Lehigh University) 

hanno gentilmente acconsentito a scrivere dei brevi saggi sui loro ambiti di ricerca. 

Ne sono scaturiti dei lavori interessanti e comprensibili anche a studenti del primo anno 

(non certo un compito facile!). 

Molte persone hanno lavorato a questo testo in ambito editoriale e di produzione. 

Hanno raccolto pagine di manoscritto, idee, schemi improvvisati e lunghe liste di desideri, 

li hanno messi assieme e hanno creato questa edizione. Hanno pungolato, blandito e fissato 

termini temporali impossibili da onorare, il tutto con incredibile pazienza. Non avrei 

potuto fare tutto ciò senza di loro. Si tratta di: Lisa Lockwood, chemistry editor; Ashley 

Summers, assistant editor; Lisa Weber, technology project manager; Teresa Trego, content 

project manager; Amee Mosely, marketing manager; e Dan Fitzgerald, production editor 

alla Graphic World Publishing Services. 

Manca da questa lista Peter McGahey, il mio developmental editor, che si merita un 

ringraziamento speciale. Ha calmato i miei nervi logorati e mi ha rincuorato con la sua 

personalità ottimistica e positiva. Il suo umorismo ha fornito anche una dose in più di 

energia. E mi ha permesso di distrarmi un po’ chiacchierando di bulbi di tulipano in primavera 

e di piante perenni in estate. Grazie Peter. Sei stato un’oasi di calma quando ne 

avevo bisogno. 

Due persone che non appartengono a nessuna squadra richiedono un riconoscimento 

speciale. A Joseph Hurley, miglior correttore di bozze, grazie per aver impiegato i tuoi 

weekend per prestarmi un altro paio di occhi. A Jim Hurley, che ha battuto a macchina il 

manoscritto, letto le bozze con la visione di un non-chimico (è un matematico) ed ha 

ascoltato le mie infinite lamentele, grazie per aver intrapreso questo viaggio con me. 

Cecile N. Hurley 


Storrs, CT 

Novembre 2007 

xviii 

Ringraziamenti

Per lo studente 

Hai probabilmente sentito molto parlare del corso di chimica generale. Molti 

pensano che sia più difficile degli altri corsi. Ci può essere una qualche giustificazione 

per questa opinione. Oltre ad avere il suo vocabolario specializzato, 

la chimica è una scienza quantitativa, quindi richiede la matematica come strumento per 

capire i concetti. Come risultato, probabilmente riceverai molti consigli dai tuoi docenti e 

dai tuoi colleghi studenti su come studiare chimica. Noi esitiamo ad aggiungere la nostra 

opinione; l'esperienza di insegnanti e genitori ci ha insegnato che gli studenti se la cavano 

benissimo da soli. Vorremmo però presentarti alcuni strumenti didattici di questo testo, 

che descriveremo nelle pagine seguenti. 

Strumenti didattici in Chimica: principi e reazioni, sesta edizione 

Esempi 

In un capitolo tipico, troverai dieci o più esempi, ciascuno predisposto per illustrare un 

particolare principio, con le risposte evidenziate a colori. La maggior parte degli esempi 

contiene una strategia da seguire nel procedimento, che descrive il ragionamento che sta 

dietro la soluzione. In questo modo ti abituerai a risolvere così tutti i problemi. Per prima 

cosa, rifletti un momento per decidere in che modo si potrebbe risolvere il problema. Poi, 

e solo poi, utilizza la matematica per risolverlo. 

Molti degli esempi terminano con una verifica, che ti incoraggia a controllare se la risposta 

ha un senso. Speriamo che ti abituerai a utilizzare questo procedimento nel risolvere 

i problemi a casa o agli esami. 

Esempi graduati 

All’interno del testo ci sono anche circa 20 Esempi graduati. Sono costituiti da due a quattro 

parti (a, b, c, d) concatenate. Un tipico esempio graduato potrebbe essere il seguente: 

Esempio 1.4 Graduato 

Per la reazione 

Determina 

A 2B 9: C 

*(a) Il numero di moli di A che reagiscono con 5.0 mol di B. 

**(b)Il numero di grammi di A che reagiscono con 5.0 g di B. 

***(c)Il volume di una soluzione 0.50 M di A che reagisce con 5.0 g di B. 

****(d)Il volume di una soluzione 0.50 M di A che reagisce con 25 ml di una soluzione 

che ha una densità di 1.2 g/ml e che contiene il 32% in massa di B. 

Ci sono due vantaggi a lavorare con gli esempi graduati. 

1. Risolvendo le parti da (a) a (d) in successione, ti renderai conto di quanti modi diversi 

ci sono di porre le domande sulle relazioni tra le masse in una reazione, partendo da 

un’equazione bilanciata. Questo ti servirà a dominare lo shock quando ti ritrovi davanti 

ad una sola domanda del tipo (d) in sede di esame. 

2. Le parti di un esempio graduato non sono una semplice progressione da domande 

semplici a domande più difficili. Il valore di un esempio graduato sta nel fatto che l'ul- 

xix

tima domanda presuppone l'abilità di rispondere a quelle precedenti. Potresti essere in 

grado di rispondere alle parti (a) e (b) con una limitata comprensione del materiale, 

ma per rispondere alla parte (d) devi padroneggiare la materia. 

Usa gli esempi graduati come ripasso per gli esami. Prova a saltare le prime domande – 

in questo caso (a), (b) e (c) – e vai direttamente all'ultima parte, (d). Se puoi risolvere (d), 

non sarà necessario risolvere (a), (b) e (c); sai già come farli. Se non ce la fai, prova con (c) 

per vedere dove può essere il problema. Se non ce la fai con (c) prova con (b). Come ultima 

risorsa, comincia con (a) e ricostruisci la soluzione fino a (d). 

Note a margine 

Sparse per tutto il libro ci sono numerose note poste a margine. Molte di queste sono del 

tipo “adesso senti questa”; altre sono dei promemoria; altre riportano dei punti che ci 

siamo scordati di inserire nel testo; (queste sono state segnalate dai tuoi colleghi studenti) 

alcune ti aggiornano sulle ricerche di chimica in corso attualmente e altre, probabilmente 

meno di quante noi riteniamo, sono inserite a scopo umoristico. Prova a vedere la nota sul 

pattinaggio a pagina 239: WLM è ancora convinto che sia terribilmente spiritosa. 

Chimica: il lato umano 

In tutto il testo, delle sezioni con questo titolo riportano brevi biografie dei pionieri della 

chimica. Enfatizzano non soltanto i risultati da loro ottenuti, ma anche le loro personalità. 

Chimica fuori dall'aula 

Ogni capitolo contiene una sezione “Chimica fuori dall'aula”. È un contributo che illustra 

un esempio o dell'uso della chimica nel mondo che ci circonda o un'area di ricerca attuale. 

Non interferisce nella spiegazione dei concetti, quindi non ti distrarrà. Però ti promettiamo 

che questi inserti – se li leggerai – aumenteranno la tua cultura scientifica. 

Sommario del capitolo 

Una revisione è sempre utile, non soltanto per rinfrescarti la memoria, ma anche per organizzare 

il tuo tempo e gli appunti per prepararti all'esame. Il sommario del capitolo include: 

■ 

■ 

■ 

I Termini Chiave del capitolo. Se un particolare termine non ti è familiare, fai riferimento 

all'indice analitico al termine del libro. Troverai il termine nel glossario incluso 

nell'indice ed anche le pagine del testo nelle quali quel termine appare (se ti servissero 

ulteriori spiegazioni). 

I Concetti Chiave e le Equazioni chiave del capitolo. Questi sono elencati con i corrispondenti 

esempi ed i problemi a fine capitolo. Se hai difficoltà nel risolvere un particolare problema, 

ti può essere d'aiuto rivedere l'argomento e l'esempio che riguarda quel concetto. 

Ogni capitolo è riassunto da un Problema riassuntivo organizzato in diversi step che 

copre tutti o quasi tutti i concetti chiave del capitolo. Puoi valutare la tua comprensione 

del capitolo lavorando su questo problema. Uno dei principali vantaggi dei problemi 

riassuntivi è che legano assieme diverse idee, mostrando come si correlano le une alle 

altre. Un docente di esperienza che insegni chimica generale ed usi questo libro potrà 

dire alla sua classe: “se potete risolvere il problema riassuntivo senza aiuto, allora siete 

pronti all'esame per quanto riguarda quel capitolo”. 

Quesiti e problemi 

Al termine di ogni capitolo c'è una serie di quesiti e problemi che il tuo docente ti può assegnare 

come compiti per casa. Sono anche utili per verificare la profondità della tua conoscenza 

degli argomenti del capitolo. Queste serie includono: 

■ Quesiti che testino la tua conoscenza del vocabolario specializzato che i chimici usano 

(per esempio scrivere i nomi delle formule, scrivere l'equazione chimica della reazione 

che viene descritta). 

xx 

Per lo studente

■ 

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■ 

■ 

■ 

Problemi quantitativi che richiedono una calcolatrice ed alcune manipolazioni algebriche. 

Problemi classificati che danno inizio alla serie e sono raggruppati per tipo sotto un 

particolare titolo che indica l'argomento del capitolo cui si riferiscono. I problemi classificati 

sono raggruppati a coppie. Il secondo membro di ciascuna coppia illustra lo 

stesso principio del primo. Questo significa avere più di una opportunità per metterti 

alla prova. Il secondo problema (di numero pari) è evidenziato dal colore del suo numero 

e la sua risposta è riportata nell'appendice 6. Se il tuo docente ti assegna i problemi 

di numero dispari senza soluzione per casa, aspetta finché la soluzione del problema 

verrà discussa in classe, e intanto risolvi quello corrispondente di numero pari 

per capire se sai come risolvere un problema di quel tipo. 

Ogni capitolo contiene inoltre un numero più ridotto di problemi non classificati, che 

possono richiedere più di un concetto, inclusi, forse, anche alcuni dei capitoli precedenti. 

I quesiti concettuali verificano la tua comprensione dei principi. Non è necessaria (o almeno 

non dovrebbe essere necessaria) una calcolatrice per rispondere a queste domande. 

La sezione dei problemi sfida presenta problemi che richiedono competenze più avanzate 

e/o impegno e riflessione. La risposta a tutti questi problemi è in appendice 6. 

Appendici 

Le appendici alla fine del libro danno non soltanto le risposte ai quesiti e problemi di numero 

pari, ma contengono dei materiali integrativi che puoi trovare utili. Tra questi ci sono: 

■ L'appendice 1, che contiene un richiamo sulle unità del SI, oltre a tabelle di dati termodinamici 

e di costanti di equilibrio. 

■ L'appendice 3, che contiene dei richiami sulla matematica di cui hai bisogno in chimica 

generale. Particolare enfasi viene posta sulla notazione esponenziale e sui logaritmi 

(naturali e in base 10). 

Per lo studente 

xxi

Chimica - Piccin

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