Il modulo offre le basi per affrontare problemi pratici che riguardano processi di trasformazione della materia, con particolare riguardo alle applicazioni tecnologiche.
INTRODUZIONE E NOZIONI PRELIMINARI ORE N.4
LA MATERIA, ELEMENTI, COMPOSTI, ATOMI E MOLECOLE ORE N.3
STECHIOMETRIA E REAZIONI CHIMICHE ORE N.9
GAS ORE N.4
STRUTTURA ATOMICA E PROPRIETA’ PERIODICHE ORE N.6
SICUREZZA E CHIMICA ORE N.1
IL LEGAME CHIMICO ORE N.10
FORZE INTERMOLECOLARI, DIAGRAMMI DI STATO E PROPRIETA’ DELLE SOLUZIONI ORE N.5
TERMOCHIMICA ORE N.4
EQUILIBRI ORE N. 9
CHIMICA ORGANICA ORE N.2
NOMENCLATURA DEI COMPOSTI INORGANICI ORE N.1
Riepilogo delle Nozioni Preliminari - Le grandezze fisiche; Cifre significative e Notazione scientifica; Il Sistema Internazionale delle Unità di Misura; Conversioni tra Unità di Misura; Passaggi di Stato; Elementi, Composti e Miscele;
Lezione 1 Introduzione al metodo sperimentale, legge, principio teoria, astrazione e modello, unità di misura, precisione e accurateza, grandezze intensive ed estensive, sistema chiuso, aperto e isolato, gli stati della materia, trasformazioni fisiche, sostanze pure e miscele, metodi di separazione delle miscele, gli stati della materia, trasformazioni fisiche, sostanze pure e miscele, metodi di separazione delle miscele
Lezione 2 Chimica ed energia, teoria di Dalton, struttura atomica, tabella periodica, isotopi, abbondanza isotopica, formula minima, molecolare e di struttura, cationi e anioni.
Lezione 3 La mole, il numero di Avogadro, equazione e reazione chimica, calcolo delle moli, calcolo della massa percentuale, calcolo della formula minima, tipologia di reazioni (sintesi, decomposizione, sostituzione, scambio), reazioni di combustione, reazioni di combustione, Reazioni in forma ionica, stechiometria delle reazioni, agente limitante, resa teorica e resa percentuale, soluzioni, come esprimere la composizione delle soluzioni
Lezione 4 I Gas Principio zero, leggi dei gas ideali, teoria cinetica dei gas, miscele di gas e legge di Dalton, effusione di un gas, distribuzione di Maxwell-Boltzmann, gas reali, fattore di compressione,equazione di van der Waals, parametri critici, fluidi supercritci, parametri critici, fluidi supercritci Lezione 5 Le onde e la struttura atomica Luce e onde. Effetto fotoelettrico e fotoni.
Lezione 5 Le onde e la struttura atomica Luce e onde. Effetto fotoelettrico e fotoni, Modelli di struttura atomica. Funzione d'onda, onde stazionarie, orbitali, energia. Numeri quantici, principio di Esclusione di Pauli.
Lezione 6 Configurazione elettronica e proprietà periodiche Combinazioni di numeri quantici, splitting dei livelli, carica efficace, regola di Hund, proprietà magnetiche, previsione della configurazione elettronica, proprietà periodiche: energia di ionizzazione, raggio atomico e raggio ionico, affinità elettronica, carattere metallico, Le proprietà periodiche
Lezione 7 Il LEGAME CHIMICO Il legame chimico, elettronegatività, legame covalente, covalente-polare e ionico. Regola dell'ottetto.
Strutture di Lewis, Polarità del legame. Numero di ossidazione, carica formale, carica parziale. La risonanza. Eccezione alla regola dell'ottetto. Legame C-C. Dipolo molecolare. La risonanza. Eccezione alla regola dell'ottetto. Legame C-C. Dipolo molecolare.
Lezione 8 VSEPR, polarità molecole, Teoria del legame di valenza, ibridizzazione, legami sigma e pi greco, orbitali molecolari, orbitali leganti e antlleganti, molecole diatomiche omonucleari e eteronuclari, teoria delle bande, metalli, semiconduttori isolanti, il triangolo del legame;
Lezione 9 Legami intermolecolari, forze di London, legami a idrogeno, temperatura di ebollizione, i solidi.
Lezione 10 Tensione superficiale, capillarità, viscosità, tensione di vapore, curva di riscaldamento, diagramma di stato acqua e anidride carbonica. Le soluzioni, solubilità, soluzioni ideali, proprietà colligative, osmosi, proprietà colligative di soluzioni di elettroliti
Lezione 11 TERMOCHIMICA - Energia, entalpia e trasformazioni chimiche. Lavoro e calore. Termochimica. Entalpia standard di formazione. Legge di Hess. Previsione di entalpia di una reazione
Lezione 12 EQUILIBRIO CHIMICO: velocità di reazione, costante di equilibrio, quoziente di reazione, calcolo delle concentrazione di equilibrio, Principio di Le Chatelier, variazioni dovute a concentrazioni, temperatura e pressione, equilibri eterogenei, processo di Haber
Lezione 13 Equilibri acido-base, definizione, acidi e basi coniugate, esempi, acidi forti e deboli, pH, reazioni di neutralizzazione, fattori che determinano la forza degli acidi, basi forti e deboli, costante di idrolisi, acidi poliprotici, idrolisi salina, indicatori, sali poco solubili, solubilità, effetto dello ione comune, effetto del pH sulla solubilità, le soluzioni tampone, teoria di Lewis,
Lezione Cenni di Chimica Organica - Elementi presenti nei composti organici, classificazione degli idrocarburi alifatici aciclici e ciclici, struttura dei composti organici, composti aromatici, classificazione dei composti in base ai gruppi funzionali, isomeri e nomenclatura.
Lezione OSSIDORIDUZIONI e NOMENCLATURA Numeri di ossidazione e nomenclatura composti chimici inorganici, Regole di Bilanciamento reazioni di ossidoriduzione.
IBRI DI TESTO
• Chimica Generale; Peter Atkins, Zanichelli editore.
• Chimica - La natura molecolare della materia e delle sue trasformazioni; M. S. Silberberg, McGraw-Hill.
• Chimica; Kotz, Treichel, Townsend. EdiSES disponibile anche versione Ebook.
• Introduzione alla Chimica; Nivaldo J. Tro, Pearson.
ESERCIZIARI
• Eserciziari per Ingegneria – CHIMICA; EdiSES
Le lezioni sono articolate in alternanza di presentazione di concetti teorici (LEZIONE) e presentazione/svolgimento di esercizi (ESERCITAZIONE).
Durante il corso verranno proposti dei questionari di autovalutazione per argomento preparati dal docente, che saranno disponibili per un tempo limitato.
MODALITA' DI ESAME
Superamento di due Test somministrati in modalità e-learning da svolgere nella stessa data di Appello:
1° TEST → ESERCIZI
2° TEST→ PARTE TEORICA
VOTAZIONE
Il voto finale è dato dalla media dei voti dei due test, che devono essere entrambi superati con il minimo dei punti pari a 18.
La votazione Massima è “30 e Lode” ottenibile con un numero di punti superiore a 30.
NOTE
•Per partecipare ai test è necessaria una iscrizione, che può essere modificata fino a 2 giorni prima della prova.
•Le due prove devono essere svolte nella stessa data.
•E' necessario specificare se è possibile utilizzare un calcolatore portatile personale, che deve avere l'autonomia di carica sufficiente a permettere di sostenere le prove.
Durante il corso verranno introdotti esempi pratici riguardo alla sostenibilità.
E’ necessario essere iscritti e consultare periodicamente la pagina Moodle del corso attraverso la quale vengono condivise le informazioni con il docente e viene messo a disposizione il materiale didattico e integrativo.