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Potenza: unità di misura, esercizi

Fisica

Fabrice Deseaux

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26 Dicembre 2021

Calcolo della Potenza in Fisica: Principi e Unità di Misura

Nel campo della fisica, la potenza viene definita come il rapporto tra il lavoro svolto e l’intervallo di tempo impiegato per completarlo. In termini matematici, può essere espressa come P = L/Δt, dove P rappresenta la potenza, L il lavoro e Δt l’intervallo di tempo.

Unità di Misura della Potenza

Nel Sistema Internazionale (SI), il lavoro si misura in joule e il tempo in secondi, quindi l’unità di misura della potenza è il joule al secondo, noto come watt (W) in onore dello scienziato James Watt, pioniere nello sviluppo della macchina a vapore.

Un watt corrisponde alla potenza di una macchina che compie un lavoro di un joule in un secondo.

L’equazione dimensionale del watt è espressa in kg·m2·s^-3.

Quando la potenza diventa molto elevata, vengono utilizzati multipli del watt come il chilowatt (kW) e il megawatt (MW), definiti rispettivamente come:

1 kW = 1000 W
1 MW = 1000000 W

Inoltre, esiste un’unità di misura non appartenente al SI, il cavallo vapore (CV), utilizzata in alcuni contesti per determinare la potenza delle macchine. Un cavallo vapore equivale a circa 735.45 watt.

Esempi di Calcolo della Potenza

Esempio 1: Calcoliamo la potenza di una macchina che solleva un oggetto di 200 kg ad un’altezza di 17 m in 20 secondi:

Il lavoro svolto è pari a 33320 joule. Quindi, la potenza sarà:

P = 33320 J / 20 s = 1666 W

Esempio 2: Calcoliamo la potenza di un corpo con massa di 60 kg che accelera da fermo e raggiunge una velocità finale di 2.00 m/s, portandosi ad un’altezza di 3.00 m in 3.50 secondi:

Il lavoro compiuto sarà di 1884 joule. Quindi, la potenza sarà:

W = 1884 J / 3.50 s = 538 W

Questi esempi dimostrano come la potenza possa essere calcolata in diversi contesti applicando i principi fondamentali della fisica.

Calcite: diffusione, proprietà, usi

Fabrice Deseaux

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26 Dicembre 2021

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La Versatile Calcite: Caratteristiche e Utilizzi

La

calcite

, composta da carbonato di calcio e con la formula CaCO3, trae il suo nome dal latino “calx”, che significa calce, come lo descrisse Plinio il Vecchio. Questo minerale è ampiamente diffuso nelle rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche, costituendo una parte significativa della crosta terrestre. È un minerale unico che forma rocce non silicatiche ed è comune negli ambienti idrotermali.

Diffusione della Calcite

La calcite è presente in varie aree nel mondo. Si trova nell’altopiano carsico tra Venezia Giulia, Slovenia e Croazia, così come in diversi stati degli Stati Uniti come Ohio, Illinois, New Jersey, Tennessee e Oklahoma. Altri paesi ricchi di calcite includono Brasile, Messico, India, Germania e Inghilterra.

Marmo e Calcare

La calcite è il componente principale del calcare e del marmo. Il

calcare

è una roccia sedimentaria composta principalmente da calcite, che si forma dalla precipitazione chimica del carbonato di calcio o dalla trasformazione di conchiglie, coralli e detriti. Il

marmo

, invece, è una roccia metamorfica che si crea quando il calcare viene sottoposto a calore e pressione. Il marmo è ampiamente utilizzato per monumenti e sculture grazie alla sua lavorabilità e resistenza.

Proprietà e Usi

La calcite si presenta in varie tonalità, dalla trasparenza al bianco o sfumature di altri colori come giallo, arancio, blu e rosa. Ha un effetto di doppia rifrazione a causa dei suoi indici di rifrazione caratteristici. Con una durezza di 3 sulla scala di Mohs e un peso specifico di 2.7, la calcite è usata anche come abrasivo e reagisce con gli acidi per formare cloruro di calcio, biossido di carbonio e acqua.

La calcite ha numerosi utilizzi industriali, tra cui la produzione di cemento, ceramiche e come neutralizzante degli acidi. In campo medico, il carbonato di calcio di elevata purezza viene utilizzato per produrre compresse masticabili come antiacidi. Inoltre, la calcite trova impiego come pigmento in vari settori.

Dolomite: diffusione, proprietà, usi

Fabrice Deseaux

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25 Dicembre 2021

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Scopriamo insieme la Dolomite: caratteristiche, propietà e utilizzi

La dolomite è un minerale che si presenta come un carbonato doppio di calcio e magnesio con formula CaMg(CO3)2. È il componente principale della roccia sedimentaria chiamata dolomia e della roccia metamorfica conosciuta come marmo dolomitico.

Origine della Dolomite

Le rocce ricche di dolomite si sono formate inizialmente come fanghi di carbonato di calcio che in seguito sono stati trasformati dall’acqua ricca di magnesio per diventare dolomite. Il minerale si trova anche comunemente nelle vene idrotermali, spesso associato a barite, fluorite, pirite, calcopirite, galena o sfalerite.

Diffusione della Dolomite nel Mondo

La dolomite è ampiamente diffusa in diverse parti del mondo, tra cui Spagna, Italia, Svizzera, Romania, Austria, Stati Uniti, Canada, Messico, Brasile, Congo, Marocco, Namibia, Cina e altri paesi.

Proprietà della Dolomite

La dolomite si presenta in vari colori come incolore, bianco, grigio, pesca, rosa, giallo, arancione, verde, rosso e nero. Ha una durezza che va da 3.5 a 4 sulla scala di Mohs e un peso specifico tra 2.8 e 3. La dolomite reagisce con acido cloridrico a causa della presenza del carbonato.

Utilizzi della Dolomite

Uno dei principali utilizzi della dolomite è nel settore delle costruzioni, come base stradale negli aggregati di calcestruzzo e asfalto. Viene anche utilizzata nella produzione di cemento e come agente neutralizzante nella lavorazione chimica. Inoltre, la dolomite è impiegata come fonte di ossido di magnesio, additivo per mangimi, agente di sinterizzazione, fondente per metalli e nella produzione di vetro, mattoni e ceramica.

In conclusione, la dolomite è un minerale versatile con diverse applicazioni nell’industria e nell’edilizia, grazie alle sue proprietà uniche e alla sua diffusa presenza in molte regioni del mondo.

Cerussite: diffusione, proprietà, usi

Fabrice Deseaux

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24 Dicembre 2021

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La Scoperta della Cerussite e le sue Caratteristiche

La cerussite è un minerale composto principalmente da carbonato di piombo, contenente circa il 77.5% di piombo, ed è considerata una delle principali fonti del metallo insieme alla galena. Questo minerale, di natura sedimentaria o metamorfica, fa parte del gruppo dell’aragonite e cristallizza seguendo il sistema ortorombico. Si forma come minerale secondario da depositi di piombo ossidato, soprattutto in ambienti aridi, e viene spesso trovato insieme ad altri minerali come anglesite, smithsonite, piromorfite, malachite, fosgenite e azzurrite.

La Diffusione della Cerussite nel Mondo

La cerussite si trova diffusa in varie parti del mondo, tra cui la Namibia, il Congo, il Marocco, l’Australia, la Germania e gli Stati Uniti, in particolare in Arizona e a Leadville in Colorado. La scoperta di grandi quantità di cerussite contenente argento a Leadville ha portato a un aumento dell’estrazione di questo metallo insieme a piombo e zinco, contribuendo così a un vero e proprio boom economico.

Le Proprietà Fisiche della Cerussite

La cerussite si presenta in varie colorazioni, tra cui incolore, bianca, grigia, blu o verde, e possiede una durezza nella scala di Mohs compresa tra 3 e 3.5. La sua elevata densità, che varia da 6.53 a 6.67, è dovuta al contenuto significativo di piombo. I cristalli di cerussite possono assumere varie forme, tra cui lastre piccole, piatte e sottili, o cristalli prismatici e tabulari. Spesso si osserva la formazione di geminazioni che creano strutture simili a stelle e cuori.

Gli Usi della Cerussite

Nonostante alcune varianti della cerussite possano presentare una notevole trasparenza, il loro utilizzo in gioielleria è limitato a causa della difficoltà nel taglio e della consistenza morbida del minerale. In passato la cerussite veniva impiegata come pigmento in vernici e cosmetici, ma il suo utilizzo è diminuito a causa della sua tossicità. Attualmente, viene principalmente utilizzata come fonte di piombo.

La cerussite è un minerale affascinante e dalle proprietà uniche che ha giocato un ruolo significativo nella storia dell’estrazione mineraria e nella produzione di metalli come il piombo e l’argento.

Carbonato di piombo: sintesi, reazioni, usi

Fabrice Deseaux

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23 Dicembre 2021

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Carbonato di piombo: sintesi, reazioni, usi

Il carbonato di piombo è un composto inorganico con formula PbCO3 in cui il piombo ha un numero di ossidazione +2. Questo composto si trova comunemente nel minerale cerussite e deriva dall’alterazione chimica della galena a seguito della sua reazione con biossido di carbonio.

Solubilità

Il carbonato di piombo è scarsamente solubile in acqua e il suo prodotto di solubilità è di 7.4 · 10^-14. L’equilibrio di dissociazione del composto è dato da: PbCO3(s) ⇄ Pb^2+(aq) + CO3^2-(aq). L’espressione del prodotto di solubilità, Kps = 7.4 · 10^-14 = [Pb^2+][CO3^2-], porta alla solubilità molare all’equilibrio x = √7.4 · 10^-14 = 2.7 · 10^-7 M. Pertanto, la solubilità in g/L corrisponde a 7.3 · 10^-5 g/L.

Proprietà

Il carbonato di piombo è un solido bianco che si decompone a 315°C in ossido di piombo (II) PbO e biossido di carbonio. È insolubile in acqua ed etanolo ma solubile in acido acetico e acido nitrico. Nonostante la sua tossicità, trova applicazioni in diversi settori.

Sintesi

Il carbonato di piombo può essere ottenuto in laboratorio tramite reazioni di precipitazione. Ad esempio, facendo reagire un sale di piombo solubile come il nitrato con un carbonato solubile si ottiene PbCO3(s). A livello industriale, il composto può essere ottenuto dalla reazione tra acetato di piombo e biossido di carbonio. In alternativa, è possibile ottenere il carbonato di piombo reagendo l’acetato di piombo con il carbonato di ammonio.

Reazioni

Il carbonato di piombo reagisce con l’acido nitrico per formare nitrato di piombo (II) e biossido di carbonio: PbCO3 + 2 HNO3 → Pb(NO3)2 + CO2 + H2O.Il composto chimico del piombo, noto come biossido di piombo (PbCO3), può essere ottenuto reagendo con acido cloridrico per formare cloruro di piombo (II), biossido di carbonio e acqua. Questa reazione è rappresentata dall’equazione chimica:

” PbCO3 + 2 HCl → PbCl2 + CO2 + H2O ”

Un altro modo per ottenere un composto a base di piombo è tramite la reazione del PbCO3 con idrossido di sodio che porta alla formazione di triidrossopiombato (II) di sodio e carbonato di sodio. L’equazione chimica corrispondente è la seguente:

” PbCO3 + 3 NaOH → Na[Pb(OH)3] + Na2CO3 ”

Usi del Piombo

Il piombo trova diversi utilizzi in ambito industriale. Tra i principali possiamo menzionare:

# Catalizzatore

Il piombo è utilizzato come catalizzatore nella polimerizzazione di vari composti, tra cui la formaldeide per produrre poliossimetilene e le resine siliconiche.

# Componente in:

– Grassi lubrificanti ad alta pressione
– Griglie resistenti alla corrosione negli accumulatori al piombo
– Lubrificanti e stabilizzanti nel PVC
– Cere antiscivolo per cavi d’acciaio per fornire resistenza all’usura

Il piombo viene anche impiegato per migliorare l’adesione del policloroprene ai metalli e come rivestimento su fogli termosensibili per la copia termografica. Queste diverse applicazioni evidenziano l’importanza e la versatilità di questo metallo nel settore industriale.

Poliossimetilene: proprietà, sintesi, usi

Fabrice Deseaux

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23 Dicembre 2021

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Il poliossimetilene, conosciuto anche come POM o poliacetale, è un polimero termoplastico ampiamente utilizzato per la produzione di componenti ad alta precisione grazie alle sue proprietà lubrificanti. Questo materiale presenta una serie di caratteristiche distintive che lo rendono adatto a svariati settori industriali.

Proprietà

Il POM si distingue per le seguenti proprietà:
– Elevata rigidità
– Basso coefficiente di attrito
– Elevata resistenza all’abrasione
– Elevata resistenza al calore
– Basso assorbimento d’acqua
– Buone proprietà elettriche e dielettriche
– Eccellente stabilità dimensionale

Tuttavia, presenta anche alcune limitazioni come la combustibilità, un intervallo operativo limitato in termini di temperatura e una scarsa resistenza agli acidi e agli alcali.

Sintesi

La sintesi del poliossimetilene coinvolge la polimerizzazione della formaldeide in forma anidra. Questo processo inizia con la reazione della formaldeide con un alcool per produrre un emiacetale. Successivamente, la formaldeide anidra è ottenuta mediante distillazione sotto vuoto della miscela acqua-emiacetale, seguita da un riscaldamento per disidratare l’emiacetale. La formaldeide anidra è quindi polimerizzata per via anionica e il polimero risultante è stabilizzato con anidride acetica.

Struttura

La struttura del poliossimetilene consiste in catene in cui si ripetono un ponte metilene e un atomo di ossigeno noto come ossimetilene.

Copolimero

Nel caso del copolimero di poliossimetilene, una piccola percentuale di gruppi -CH2O- è sostituita da gruppi -CH2CH2O-. Per produrre il copolimero, la formaldeide viene generalmente convertita in triossano catalizzata con acido solforico, con contemporanea rimozione del triossano e successiva essiccazione per eliminare impurità. L’altro monomero impiegato è l’1,3-diossolano, un composto eterociclico saturo e un acetale ciclico.

La produzione di poliossimetilene (POM)

Il poliossimetilene, noto anche come Delrin, è un polimero che si ottiene tramite la reazione di glicole etilenico con una fonte di formaldeide come triossano o formaldeide acquosa concentrata su un catalizzatore acido. Questo processo di produzione avviene mediante la polimerizzazione del triossano e del diossolano utilizzando un catalizzatore acido, spesso eterato di trifluoruro di boro, BF3·OEt2. Tale polimerizzazione può avvenire in un solvente non polare o nel fuso, seguita dalla disattivazione del catalizzatore acido e dalla stabilità al calore del polimero.

Usi del poliossimetilene

Il Delrin, grazie alle sue caratteristiche di resistenza e durata, trova numerose applicazioni in diversi settori. Componenti in POM stampati a iniezione vengono impiegati in una vasta gamma di prodotti in plastica, tra cui ingranaggi meccanici, cerniere per abbigliamento, motori per azionamento, vetro strutturale e penne per insulina. Questo polimero viene utilizzato anche per applicazioni specializzate come attacchi da sci, yo-yo, sigarette elettroniche, cinturini per orologi e strumenti musicali per plettri.

Nell’industria alimentare, il poliossimetilene viene impiegato per pompe per il latte e rubinetti del caffè, mentre nel settore dei profumi e degli aromatizzanti, viene utilizzato come solvente e ingrediente aromatizzante sintetico. Le sue proprietà lo rendono un materiale versatile e adatto a molteplici utilizzi che richiedono prestazioni elevate.

Proprietà dei liquidi: caratteristiche macroscopiche

Fabrice Deseaux

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22 Dicembre 2021

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Proprietà dei liquidi: caratteristiche macroscopiche

Le caratteristiche che contraddistinguono i liquidi rispetto ai solidi e ai gas sono molteplici. I liquidi, infatti, non hanno una forma definita ma assumono il volume del contenitore in cui sono posti. Tra le proprietà dei liquidi vi sono diverse caratteristiche che li distinguono:
Presenza di tensione superficiale
Capacità di diffusione
Densità minore rispetto ai solidi
Viscosità e capacità di fluire
Incomprimibilità
Forze di attrazione intermolecolari
Capillarità

Tensione superficiale

La tensione superficiale è una delle proprietà fondamentali dei liquidi. Questa è dovuta alle forze di coesione tra le molecole del liquido. Mentre al loro interno le forze si compensano in modo simmetrico in tutte le direzioni, sulla superficie la risultante è diretta verso l’interno del liquido. La tensione superficiale dipende da vari fattori come la temperatura, la pressione e la composizione del gas all’interfaccia.

Diffusione

La diffusione nei liquidi avviene a causa del moto relativo delle molecole dovuto alla loro energia termica. Questo movimento avviene in modo casuale e irregolare, e può essere influenzato da diversi fattori come pressione, temperatura e gradienti di concentrazione. Le molecole si muovono mediante collisioni che le fanno cambiare direzione e velocità, riducendo la distanza netta percorsa.

Viscosità

La viscosità di un liquido è la misura della sua resistenza al flusso. Essa determina la velocità con cui il liquido può scorrere attraverso un tubo. La viscosità dipende dalle interazioni tra le molecole del liquido e dalla velocità con cui queste possono spostarsi. Nei liquidi, il movimento avviene tramite lo scorrimento di sottili strati di sostanza che si muovono a velocità diverse, con il nucleo centrale che si sposta più velocemente rispetto agli strati esterni.

Esistono quindi diverse proprietà che contraddistinguono i liquidi e le rendono diversi sia dai solidi che dai gas. La comprensione di questi fenomeni è essenziale per studiare il comportamento dei liquidi in varie condizioni.

La misurazione della viscosità del fluido

La viscosità di un fluido viene determinata attraverso la misurazione della velocità con cui il fluido scorre in un tubo di vetro di diametro ridotto. Questo parametro è fondamentale per comprendere il comportamento di un fluido in diversi contesti.

Le caratteristiche dei liquidi

I liquidi sono considerati incomprimibili poiché il loro volume rimane costante a temperatura e pressione costanti. Rispetto ai gas, i liquidi presentano una bassa comprimibilità grazie alle forze di attrazione intermolecolari, che sono meno intense di quelle intramolecolari come i legami ionici o covalenti.

Forze di attrazione nei liquidi

Le molecole nei liquidi interagiscono attraverso forze intermolecolari più deboli rispetto a quelle intramolecolari. Tra le principali interazioni intermolecolari troviamo il dipolo-dipolo, le forze di dispersione di London e i legami a idrogeno.

Capillarità e comportamento dei liquidi

La capillarità si manifesta quando un liquido è attratto dalle pareti di un tubo di piccolo diametro, determinando l’ascesa del liquido all’interno del tubo stesso. Questo fenomeno è regolato da una serie di fattori, come la tensione superficiale del liquido, l’angolo di contatto tra il liquido e il tubo, il raggio del tubo, la densità del liquido e l’accelerazione di gravità. In particolare, l’altezza raggiunta dal liquido all’interno del tubo è determinata dall’equilibrio tra il peso del liquido e le forze adesive.

Questi concetti sono essenziali per comprendere il comportamento dei liquidi in diverse situazioni e contesti, influenzando sia i processi naturali sia le applicazioni tecnologiche.

Preparazione di sistemi colloidali: dispersione e condensazione

Fabrice Deseaux

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21 Dicembre 2021

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Preparazione di sistemi colloidali: dispersione e condensazione

Sistemi Colloidali: Metodo di Preparazione e Applicazioni

La creazione di sistemi colloidali comporta la distribuzione di particelle delle dimensioni colloidali in una fase disperdente. A differenza delle soluzioni, le particelle colloidali hanno dimensioni comprese tra 1 nm e 1000 nm. Esistono diverse tecniche per preparare tali sistemi, che coinvolgono sia metodi fisici che chimici.

Metodi di Dispersione

I metodi di dispersione mirano a ridurre le dimensioni delle particelle a livello colloidale. Un esempio di metodo di dispersione è la dispersione meccanica, che comporta la macinazione delle particelle iniziali per ottenere sospensioni che vengono successivamente raffinate nei mulini colloidali. Questo processo è utilizzato per creare soluzioni colloidali di inchiostri, vernici, e coloranti.

Metodi di Condensazione

Nei metodi di condensazione, particelle più piccole vengono convertite in particelle colloidali più grandi attraverso processi come l’idrolisi, la doppia decomposizione, la riduzione e l’ossidazione.

Idrolisi

Ad esempio, l’idrolisi del cloruro di ferro (III) con acqua distillata bollente può produrre una sospensione rossa di idrossido di ferro (III), con l’acido cloridrico prodotto che viene rimosso per destabilizzare il sistema.

Doppia Decomposizione

La doppia decomposizione, come nel caso della reazione tra solfuro di idrogeno e ossido di arsenico (III) per ottenere solfuro di arsenico (III), è un metodo comune per creare sistemi colloidali.

Riduzione

L’utilizzo della riduzione è particolarmente efficace nella creazione di sistemi colloidali di metalli come l’argento, l’oro e il platino. Per esempio, l’oro colloidale può essere ottenuto riducendo cloruro di oro (III) con agenti riducenti come la formaldeide o il cloruro di stagno (II).

Ossidazione

Infine, la produzione di una soluzione colloidale di zolfo può avvenire attraverso l’ossidazione di solfuro di idrogeno in presenza di anidride solforosa. Questo processo porta alla formazione di zolfo dalla reazione tra SO2 e H2S.

I sistemi colloidali trovano applicazioni in una vasta gamma di settori, dalla chimica all’industria, offrendo soluzioni innovative e versatili per vari scopi. La conoscenza dei metodi di preparazione di questi sistemi è essenziale per sfruttarne appieno le potenzialità.

Ossido di piombo (II): sintesi, reazioni, usi

Fabrice Deseaux

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19 Dicembre 2021

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Ossido di piombo (II): sintesi, reazioni, usi

Ossido di piombo (II): caratteristiche, sintesi e reazioni

L’ossido di piombo (II), con formula PbO, è un composto inorganico con il piombo che mostra un numero di ossidazione +2. Si tratta di uno degli ossidi di piombo insieme all’ossido di piombo (IV) PbO₂, in cui il piombo ha un numero di ossidazione +4, e all’ossido di piombo (II) e (IV) 2 PbO·PbO₂, spesso indicato come Pb₃O₄.

Proprietà

L’ossido di piombo (II) si presenta in due forme allotropiche: a temperatura ordinaria sotto forma di cristalli tetragonali di colore variabile da rosso a giallo-rossastro, e al di sopra dei 489 °C sotto forma di cristalli ortorombici gialli. È praticamente insolubile in acqua, etanolo e soluzioni basiche diluite, ma solubile in soluzioni basiche, acido cloridrico e cloruro di ammonio.

Sintesi

Questo composto può essere ottenuto tramite diverse vie, tra cui la decomposizione termica del carbonato di piombo con produzione di biossido di carbonio:

– PbCO₃ → PbO + CO₂

Reazioni

L’ossido di piombo (II) reagisce con il carbonio ad alte temperature, producendo piombo metallico e monossido di carbonio:

– PbO + C → Pb + CO

Usi

L’ossido di piombo (II) trova impiego nella produzione di batterie, come pigmento in inchiostri, vernici e gomma, e come catalizzatore nelle sintesi organiche. Utilizzato anche come stabilizzante per materie plastiche e per conferire al vetro proprietà di cristallo, mostrando brillantezza, elevato indice di rifrazione e bassa temperatura di rammollimento.

Ossido di ferro (II): sintesi, reazioni, usi

Fabrice Deseaux

-

18 Dicembre 2021

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Ossido di ferro (II): sintesi, reazioni, usi

Ossido di ferro (II): una panoramica sul composto

L’ossido di ferro (II), noto anche come ossido ferroso, è un composto chimico in cui il ferro ha un numero di ossidazione di +2, identificato dalla formula FeO. Assieme all’ossido di ferro (III) e all’ossido ferroso-ferrico, rappresenta uno dei principali ossidi del ferro, reperibile in natura nel minerale wüstita.

Proprietà dell’ossido di ferro (II)

Questo composto si presenta sotto forma di cristalli di colore nero, cristallizzando secondo un reticolo cubico a facce centrate ed è termicamente stabile. È insolubile in acqua, soluzioni basiche e solventi organici, ma risulta solubile in soluzioni acide ed etanolo.

Sintesi e reazioni chimiche

L’ossido di ferro (II) può essere ottenuto mediante la decomposizione dell’idrossido di ferro (II) o dell’ossalato di ferro (II). Inoltre, reagisce in diversi modi, ad esempio con l’ossigeno per formare ossido di ferro (III) o con il biossido di carbonio per produrre carbonato di ferro (II).

Applicazioni e utilizzi

Questo composto viene impiegato come pigmento nelle ceramiche, smalti, vetri e negli inchiostri per tatuaggi. È inoltre cruciale nella produzione dell’acciaio e svolge il ruolo di catalizzatore in numerose sintesi chimiche. Un’applicazione nota è la sua presenza nel vetro termoisolante verde utilizzato in automobili e finestre per le sue proprietà di legame con le molecole d’acqua, che conferiscono al vetro una colorazione verdognola.

Esercizio su un equilibrio simultaneo

Fabrice Deseaux

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17 Dicembre 2021

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Come calcolare la massa di tiosolfato di sodio necessaria per preparare una soluzione in grado di solubilizzare il bromuro di argento?

Equilibrio Simultaneo di Solubilità

Il concetto di equilibrio simultaneo è essenziale in chimica, riguardando la coesistenza di diversi equilibri nella stessa soluzione. Per affrontare un esercizio su un equilibrio simultaneo, è fondamentale conoscere tutte le reazioni in gioco e le rispettive costanti di equilibrio.

Esercizio Pratico

Nel caso specifico, consideriamo la massa di tiosolfato di sodio necessaria per dissolvere 1.00 g di bromuro di argento in 1 L di soluzione.

Dati forniti:

– Kf di Ag(S2O3)23- = 4.7 x 1013
– Kps di AgBr = 5.0 x 10-13

Il bromuro di argento è poco solubile, ma forma un complesso solubile con il tiosolfato.

Equilibri da Considerare

Gli equilibri rilevanti per questo calcolo sono:
– L’equilibrio eterogeneo del bromuro di argento: AgBr(s) ⇄ Ag+(aq) + Br-(aq) (espresso con il prodotto di solubilità Kps)
– L’equilibrio di complessazione dell’argento con il tiosolfato: Ag+ + 2 S2O32- ⇄ Ag(S2O3)23- (espresso con la costante di formazione Kf)

Strategia di Risoluzione

Per prima cosa, calcoliamo le moli di AgBr presenti: 1.00 g / 187.77 g/mol = 0.00533 mol.

Successivamente, considerando la solubilizzazione completa, otteniamo che la concentrazione di Br- è 0.00533 M in 1 L di soluzione. Usando questa concentrazione, troviamo che [Ag+] = 9.4 x 10-11 M.

Calcoliamo la concentrazione di complesso [S2O32-]: [S2O32-]2 = [Ag(S2O3)23-] / [Ag+] Kf. Sostituendo i valori noti otteniamo [S2O32-] = 0.0011 M.

Infine, per preparare 1 L di soluzione, ci occorrono 0.0011 moli di Na2S2O3, equivalente a una massa di 0.17 g.

Rimozione del fosforo dalle acque reflue

Chimica

Fabrice Deseaux

-

16 Dicembre 2021

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La Importanza della Rimozione del Fosforo dalle Acque Reflue

La rimozione del fosforo dalle acque reflue è fondamentale per migliorare la qualità dell’acqua e prevenire l’eutrofizzazione, un fenomeno derivante principalmente dall’attività umana e dall’uso di fertilizzanti e detergenti.

Il Contenuto di Fosforo nelle Acque Reflue

Le acque reflue urbane possono contenere diverse concentrazioni di fosforo, principalmente divise tra organico e inorganico. Le forme più comuni di fosforo in soluzione includono ortofosfati e polifosfati, questi ultimi che tendono a idrolizzarsi per trasformarsi in ortofosfati.

Il Processo di Rimozione del Fosforo

Il processo di rimozione del fosforo per via chimica prevede l’aggiunta di idrossido di calcio, che reagisce con il carbonato acido di calcio per formare carbonato di calcio. Questo aumento di pH porta alla formazione di idrossiapatite, un sale poco solubile, che precipita e può essere rimosso per filtrazione.

Altre Sostanze Utilizzate per la Rimozione del Fosforo

Oltre all’idrossido di calcio, sostanze come il solfato di alluminio e il cloruro di ferro (III) vengono impiegate per la precipitazione dei fosfati. Il solfato di alluminio reagisce con i fosfati per formare fosfato di alluminio, mentre il cloruro di ferro (III) produce fosfato di ferro (III) come precipitato.

La corretta gestione della rimozione del fosforo dalle acque reflue è cruciale per preservare la qualità dell’ambiente acquatico e ridurre gli impatti negativi delle attività antropiche sulle risorse idriche.