Insegnamento PROCESSI DI SUPERFICIE
| Nome del corso di laurea | Chimica |
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| Codice insegnamento | 55040004 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Marco Paolantoni |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2021 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Erogato altro regolamento | Informazioni sull'attività didattica |
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | CHIM/02 |
| Anno | 3 |
| Periodo | Secondo Semestre |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | Forze intermolecolari. Struttura dei liquidi, metodi teorici e sperimentali per il loro studio. Legame a idrogeno ed interazioni idrofobiche. Termodinamica delle superfici e tensione superficiale. Bagnabilità e capillarità. Equazione di Kelvin. Isoterma di adsorbimento di Gibbs. Processi di auto-associazione. Adsorbimento di gas su superfici solide. |
| Testi di riferimento | G. K. Vemulapalli, Chimica Fisica, traduzione italiana, EdiSes, Napoli, 1995. P. Atkins, J. De Paula, Chimica Fisica, quarta edizione italiana, Zanichelli, Bologna, 2004. J. N. Israelachvili, Intermolecular and Surface Forces, third edition, Academic Press, Amsterdam, 2011. |
| Obiettivi formativi | L’obiettivo principale dell’insegnamento consiste nel fornire agli studenti le conoscenze di base in ambito chimico fisico per lo studio dei sistemi in fase condensata e delle interfasi. Le principali conoscenze acquisite saranno: -conoscenza dei concetti fondamentali per la descrizione delle interazioni intermolecolari; -elementi di base per lo studio dei sistemi in fase liquida; -fondamenti di termodinamica delle superfici e dei processi di auto-associazione molecolare; -conoscenza dei metodi teorici e degli approcci sperimentali utili per lo studio dei sistemi esaminati. Le principali abilità (ossia la capacita di applicare le conoscenze acquisite) saranno: -razionalizzare le proprietà macroscopiche e termodinamiche di tali sistemi sulla base della natura delle molecole che li costituiscono; -interpretare le equazioni introdotte (es. equazione di Laplace-Young, equazione di Kelvin) in relazione ai fenomeni fisici considerati (es. innalzamento capillare, sovrasatuarzione e surriscaldamento); -utilizzare tali equazioni per risolvere problemi numerici ed applicativi (es. determinazione della tensione superficiale). |
| Prerequisiti | Al fine di comprendere gli argomenti trattati nell'insegnamento e di raggiungere gli obiettivi di apprendimento previsti è necessario possedere le nozioni fondamentali di chimica fisica. |
| Metodi didattici | Lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso. |
| Altre informazioni | Frequenza: raccomandata. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L'esame prevede una prova orale. Questa consiste in una discussione finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti indicati nel programma. La prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di applicare correttamente le conoscenze teoriche e di comunicare quanto acquisito con proprietà di linguaggio, organizzando in modo autonomo l’esposizione degli argomenti. La durata dell’esame varia a seconda dell’andamento della prova stessa. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | Interazioni intermolecolari. Forze di van der Waals e potenziali repulsivi. Il potenziale di Lennard-Jones. Correlazione tra interazioni intermolecolari e proprietà macroscopiche. Struttura dei liquidi e funzione di distribuzione radiale. Simulazioni di dinamica molecolare e metodo Monte Carlo. Legame a idrogeno. Spettroscopie vibrazionali e legame a idrogeno. Interazioni idrofiliche ed idrofobiche. Termodinamica delle superfici: tensione superficiale ed interfacciale. Energia, entropia ed energia libera specifica della fase superficiale. Superficie di Gibbs e concentrazione superficiale eccesso. Equazione di Laplace-Young. Bagnabilità, angolo di contatto ed equazione di Young. Innalzamento capillare. Tensione di vapore ed equazione di Kelvin. Isoterma di adsorbimento di Gibbs. Termodinamica dei processi di auto-associazione. Colloidi, sistemi micellari e membrane biologiche. Adsorbimento di gas su superfici solide. Saranno inoltre introdotte alcune tecniche sperimentali utilizzate per lo studio dei sistemi presi in esame. |