Università degli Studi di Perugia

Verifiche in itinere ed esame orale finale

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Atomo - Teoria quantistica ed ondulatoria della struttura atomica. Orbitali Atomici. Costruzione ideale di atomi. Sistema periodico e struttura elettronica degli elementi. Periodicità delle proprietà chimiche degli elementi. Energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività. Peso atomico. Peso molecolare.
Legami chimici - Natura del legame chimico. Legami σ e π. Ibridazione degli orbitali. Legami elettrostatici (ionico, dipolare, idrogeno).
Reazioni chimiche - Ossidi, anidridi, idrossidi, idruri, perossidi, acidi, idracidi e sali. Numero di ossidazione. Generalità sulle reazioni chimiche. Reazioni redox.
Cinetica chimica - Generalità
Termodinamica chimica - Generalità
Stato gassoso - Gas ideali: Legge di Boyle, Charles e Gay-Lussac. Equazione di stato dei gas ideali. Legge di Dalton.
Passaggi di stato e diagrammi di stato - Fusione, evaporazione, solidificazione, condensazione,
liquefazione, sublimazione, brinamento. Diagramma di stato dell'acqua.
Soluzioni - Generalità. Passaggio in soluzione di solidi ionici e di solidi molecolari. Solubilità di una specie chimica. Concentrazione delle soluzioni (composizione percentuale, frazione molare, molalità, molarità, normalità).
Proprietà colligative nelle soluzioni - Legge di Raoult. Tensione di vapore. Crioscopia ed ebullioscopia. Diffusione. Pressione osmotica.
Equilibri chimici - Considerazioni generali. Legge d'azione di massa. Costante di equilibrio e grado di dissociazione. Equilibri omogenei ed equilibri eterogenei.
Equilibri ionici in soluzione - Definizione di acidi e di basi. Forza degli acidi e delle basi. Elettroliti anfoteri. Prodotto ionico dell'acqua. Concetto di pH. Calcolo del pH di soluzioni di acidi o basi e forti e di acidi o basi deboli. Dissociazione graduale. Teoria degli indicatori. Titolazioni acido-base e ossidoriduttive. Idrolisi salina: costante, pH e grado di idrolisi. Soluzioni
tampone: generalità e meccanismo di funzionamento. Prodotto di solubilità e sue applicazioni.
Alcani - Isomeria costituzionale. Nomenclatura. Conformazione di alcani e cicloalcani. Isomeria cis-trans nei cicloalcani. Proprietà fisiche di alcani e cicloalcani.
Alcheni-alchini - Reazioni di addizione elettrofila. Il sistema E-Z. Dieni. Cicloalcheni. Isoprene.
Stereoisomeria ed enantiomeria - Attività ottica. Rappresentazione degli enantiomeri. Denominazione degli stereocentri. Il sistema RS. Rilevamento in laboratorio della chiralità. Significato della chiralità nel mondo biologico. Polarimetro. Potere rotatorio specifico.
Benzene - Il modello della sovrapposizione di orbitali del benzene. Il modello di risonanza del benzene. Energia di risonanza. Concetto di aromaticità. Sostituzioni elettrofile. Meccanismo della sostituzione elettrofila aromatica. Nitrazione del benzene. Alchilazione di Friedel-Craft. Derivati del benzene. Reazioni di sostituzione elettrofila albenzene sostituito. Gruppi attivanti e
disattivanti. Gruppi orto, para orientanti e meta orientanti. Fenoli. Acidità dei fenoli.
Alogenuri alchilici - Sostituzione nucleofila alifatica e β-eliminazione. Meccanismo SN1 e SN2. Meccanismo E1 ed E2.
Alcoli - Acidità degli alcoli-basicità degli alcoli-reazioni con metalli attivi. Conversione in alogenuri alchilici. Eteri, epossidi, proprietà fisiche degli eteri-tioli aldeidi e chetoni. Reazioni di addizione nucleofila. Acetali e emiacetali. Acidi carbossilici e derivati.
Ammine, composti eterociclici, zuccheri, aminoacidi e proteine, lipidi, nucleotidi.

Esercitazioni in aula:
- esempi di ibridazione degli orbitali;
- nomenclatura e formula di struttura di composti inorganici;
- reazioni chimiche e bilanciamento stechiometrico;
- reazioni redox e loro bilanciamento;
- calcoli stechiometrici sulle concentrazioni e sulle proprietà colligative;
- calcolo del pH di soluzioni di acidi e basi sia forti che deboli;
- calcoli stechiometrici sull'idrolisi salina e sulle miscele tampone;

Esercitazioni in laboratorio:
- Reazioni di precipitazione, complessometriche, con sviluppo di gas e ossido-riduttive. Uso degli indicatori;
- Titolazione acido-base. Titolazioni ossido-riduttive. Innalzamento ebullioscopico. Curve di titolazione. Curve di titolazione. Innalzamento ebullioscopico.

Fornire allo studente conoscenze scientifiche di base, orientate agli aspetti applicativi, della chimica generale e della chimica organica, utili per capire la struttura e le proprietà chimiche delle sostanze naturali: polisaccaridi, proteine, acidi nucleici, terpeni e steroidi, pigmenti e coloranti vegetali, fenoli e polifenoli. Trasmettere la consapevolezza dell'importanza dello studio della chimica per la comprensione della produzione degli alimenti e della conoscenza degli alimenti stessi a livello molecolare.

Sezione 2 - Modalità e mezzi per insegnare/apprendere
Modalità di insegnamento N. di ore
Lezioni 67
Esercitazioni in laboratorio 18
Esercitazioni in aula 5

1. P. SILVESTRONI - Chimica generale (con elementi di inorganica e con problemi numerici). Masson Spa/Editorale Veschi. Milano.
2. L. BINAGLIA, B. GIARDINA - Chimica e Propedeutica Biochimica - McGraw-Hill, 1999.
3. BROWN WILLIAM H.: Introduzione alla Chimica Organica.
Materiale didattico distribuito dal docente

Conoscenze (sapere)
1. Struttura atomica e sistema periodico degli elementi.
2. I principali legami chimici.
3. La nomenclatura dei composti inorganici.
4. I vari tipi di reazioni chimiche.
5. Le unità di misura della concentrazione di soluzione.
6. Proprietà acido-base dei sali: idrolisi salina.
7. Teoria acido-base e pH di una soluzione.
8. Caratteristiche e meccanismo di funzionamento di un sistema tampone.
9. Prodotto di solubilità e sue applicazioni.
10. Alcune caratteristiche dei gas ideali.
11. Le proprietà colligative di una soluzione.
12. Conoscere le regole principali della nomenclatura IUPAC.
13. Sapere descrivere una reazione di sostituzione radicalica
14. Sapere descrivere una reazione di addizione elettrofila.
15. Sapere descrivere una reazione di sostituzione nucleofila.
16. Sapere descrivere una reazione di sostituzione elettrofila.
17. Sapere descrivere una reazione di addizione nucleofila.
18. Riconoscere e descrivere le diverse forme di isomeria.
19. Conoscere e descrivere le proprietà chimiche dei principali glucidi.
20. Conoscere e descrivere le proprietà chimiche dei composti chimici contenuti nei lipidi.
21. Conoscere e descrivere le proprietà chimiche degli amminoacidi.
Abilità (saper fare)
1. Costruire la struttura di una molecola.
2. Scrivere e bilanciare una reazione chimica.
3. Saper effettuare una titolazione acido-base o redox.
4. Saper calcolare il pH di soluzioni di diversa natura.
5. Determinare il pH di una soluzione mediante l'uso di un pHmetro.
6. Quantificare il valore di una proprietà colligativa.
7. Applicazioni sui gas ideali.
8. Descrivere le più comuni reazioni chimiche utilizzando composti organici.
9. Acquisire l'abilità nel disegnare formule di composti organici.
10. Sapere riconoscere le ossidazioni e le riduzioni di composti organici.
11. Saper riconoscere le proprietà acide ebasiche dei composti organici.
12. Saper descrivere i biopolimeri più importanti.
13. Saper costruire molecole di composti mediante modelli molecolari.
14. Saper estrarre gli acidi grassi da un olio.
Comportamenti (saper essere)
1. Essere consapevoli del ruolo propedeutico degli argomenti trattati.
2. Essere capace di correlare i vari argomenti oggetto del corso.
3. Essere in grado di applicare i principi fondamentali della chimica organica alle discipline successive più professionalizzanti.

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Non obbligatoria, ma consigliata

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