Insegnamento FONDAMENTI DI CHIMICA
Nome del corso di laurea | Metodologie per prodotto e processo |
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Codice insegnamento | 55999804 |
Curriculum | Comune a tutti i curricula |
Docente responsabile | Elisa Boccalon |
CFU | 18 |
Regolamento | Coorte 2024 |
Erogato | Erogato nel 2024/25 |
Erogato altro regolamento | |
Anno | 1 |
Periodo | Primo Semestre |
Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
Tipo attività | Attività formativa integrata |
Suddivisione |
FONDAMENTI DI CHIMICA FISICA
Codice | A004612 |
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CFU | 4 |
Docente responsabile | Giulia Quaglia |
Docenti |
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Ore |
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Attività | Base |
Ambito | Formazione chimica e fisica di base |
Settore | CHIM/02 |
Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
Lingua insegnamento | ITALIANO |
Contenuti | Questo corso tratterà le proprietà chimico-fisico e la caratterizzazione di sistemi organizzati (micelle, membrane, sistemi lamellari, monolayers) e materiali colloidi (gel, schiume, microemulsioni). |
Testi di riferimento | - P.W. Atkins, Elementi di Chimica Fisica, Zanichelli, Bologna. - W.M. Gelbart, A. Ben-Shaul, D. Roux, Micelles, membranes, microemulsions and monolayers. Springer, 1994. |
Obiettivi formativi | L'insegnamento fornisce i principi fondamentali che governano le proprietà ed il comportamento della materia mediante un approccio macroscopico/fenomenologico ma anche microscopico. Verranno illustrate i principali metodi di caratterizzazione chimico-fisica di sistemi colloidali. Gli studenti saranno capaci di leggere e interpretare i diagrammi di fase di sistemi di diversa natura e comprenderanno le proprietà chimico – fisiche di sistemi all’interfase. |
Prerequisiti | Conoscenze di base di matematica e scienze sperimentali, come fornite dalle scuole secondarie di secondo grado. Le tematiche di particolare rilevanza per lo studio della Chimica Fisica, verranno riprese e integrate durante il corso. |
Metodi didattici | Lezioni frontali che consistono nell'esposizione ragionata dei contenuti del programma, coadiuvate da materiale didattico multimediale. A supporto della didattica verranno forniti eventuali presentazioni PowerPoint e copie in PDF di lavagne digitali usate a lezione. |
Altre informazioni | Il docente mette a disposizione degli studenti nella piattaforma UNISTUDIUM materiale utile per lo studio. |
Modalità di verifica dell'apprendimento | I CFU corrispondenti all’attività formativa sono acquisiti dallo studente con il superamento dell’esame finale. Lo studente affronterà una prova scritta della durata di tre ore che prevede contemporaneamente la verifica della comprensione degli argomenti del corso Fondamenti di Chimica e di didattica integrativa. La prova è da intendersi superata solo nel caso in cui si raggiunga la sufficienza (18 trentesimi) in tutti i moduli del corso di Fondamenti di Chimica. La valutazione finale è data dalla media dei tre moduli. La valutazione è espressa in trentesimi. Verrà verificata la conoscenza, la comprensione dei concetti, la padronanza e la proprietà di linguaggio. Gli studenti e le studentesse con disabilità e/o con DSA sono invitati/e a visitare la pagina dedicata agli strumenti e alle misure previste e a concordare preventivamente quanto necessario con il/la docente (https://www.unipg.it/disabilita-e-dsa). |
Programma esteso | Equilibri di fase, diagrammi di fase e caratterizzazione di sistemi micellari (micelle inverse e dirette). Chimica fisica dei sistemi dispersi e delle interfasi. Emulsioni e microemulsioni, aspetti termodinamici e cinetici di gel e schiume. Caratterizzazione di formulazioni colloidali di interesse industriale ed individuazione dei parametri chimico-fisici che ne determinano le prestazioni. Modelli fenomenologici sulle transizioni di fase e sul self-assembly. Cenni sulle tecniche spettroscopiche per lo studio di sistemi interfase con esempi nel campo della chimica dei materiali e delle biotecnologie (liposomi e vescicole). |
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile |
FONDAMENTI DI CHIMICA GENERALE ED INORGANICA
Codice | A004610 |
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CFU | 4 |
Docente responsabile | Elisa Boccalon |
Docenti |
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Ore |
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Attività | Base |
Ambito | Formazione chimica e fisica di base |
Settore | CHIM/03 |
Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
Lingua insegnamento | ITALIANO |
Contenuti | Introduzione alla chimica generale. Teoria atomica e struttura elettronica degli atomi. Geometrie molecolari. Legame chimico. Forze intermolecolari. Reazioni chimiche. Stati di aggregazione della materia. Equilibrio chimico. Equilibrio in soluzione acquosa. |
Testi di riferimento | M. Schiavello, L. Palmisano, Fondamenti di Chimica, EdiSES. Slides e appunti dalle lezioni |
Obiettivi formativi | Il corso mira a fornire i concetti di base della chimica generale e la capacità di applicare tali conoscenze alla soluzione di problemi numerici e pratici. In particolare, gli studenti saranno in grado di: - individuare e saper scrivere le formule di composti inorganici; - rappresentare molecole o ioni molecolari inorganici mettendo in evidenza l’orientazione degli atomi e i legami che intercorrono tra di essi; - prevedere la polarità e lo stato fisico delle molecole; - prevedere la reattività di composti inorganici sia in reazioni di ossidoriduzione e che di non ossidoriduzione; - scrivere e descrivere gli aspetti qualitativi e quantitativi di una reazione chimica anche in relazione all’equilibrio chimico omogeneo ed eterogeneo utilizzando i concetti di mole, concentrazione, pH, solubilità. |
Prerequisiti | Conoscenze di base di matematica, fondamenti di chimica e scienze sperimentali, come fornite dalle scuole secondarie di secondo grado. |
Metodi didattici | Il corso è organizzato tramite lezioni frontali in aula e lo svolgimento di esercizi con particolare riferimento ad esempi utili per affrontare la prova d’esame. Le lezioni verranno svolte mediante mediante la proiezione di slides. Il materiale didattico (slides, esercizi proposti durante le esercitazioni numeriche) saranno resi disponibili agli studenti sulla piattaforma Unistudium previa registrazione. |
Modalità di verifica dell'apprendimento | La valutazione dell'effettiva acquisizione da parte degli studenti dei risultati di apprendimento attesi verrà effettuata tramite una prova scritta della durata di tre ore che prevede la verifica della comprensione degli argomenti trattati in tutti e tre i moduli del corso di Fondamenti di Chimica. La prova totale è da intendersi superata solo nel caso in cui si raggiunga la sufficienza in tutti i moduli del corso di Fondamenti di Chimica. La valutazione è espressa in trentesimi. 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 | Generalità ed elementi di stechiometria. Costituzione dell’atomo, numero atomico, numero di massa, isotopi, elementi. Massa atomica. Costante di Avogadro e concetto di mole. Formula chimica (minima e molecolare), peso molecolare (formula). Stechiometria delle miscele. Reazioni chimiche, equazione chimica, bilanciamento di una reazione chimica, reagente limitante. Fondamenti di teoria atomica e cenni delle teorie quantistiche. Orbitali atomici, numeri quantici, spin. Orbitali negli atomi polielettronici e ordine di riempimento. Configurazioni elettroniche degli elementi, principio dell’Aufbau, principio di esclusione di Pauli. Proprietà periodiche degli elementi. Energia di ionizzazione, affinità elettronica, raggi atomici e raggi ionici. Legami chimici e struttura molecolare. Molecole poliatomiche: strutture di Lewis e geometria molecolare. Ibridazione. Cariche formali. Elettronegatività. Polarità dei legami. Formule di struttura delle più comuni molecole e dei più comuni ioni molecolari. Nomenclatura chimica. Numero di ossidazione. Nomenclatura. Ossidi basici, idrossidi, ossidi acidi, acidi, sali. Reazioni di ossido-riduzione: bilanciamento delle reazioni chimiche col metodo ionico-elettronico. Legami intermolecolari. Lo stato gassoso. Modello dei gas perfetti (ideali), leggi dei gas perfetti (ideali), legge di Avogadro, equazione di stato di gas perfetti (ideali). Miscele gassose: pressioni e volumi parziali. Lo stato solido e lo stato liquido. Classificazione dei solidi: solidi ionici, solidi covalenti, solidi molecolari, solidi metallici. Proprietà dei liquidi. Cenni sulla viscosità e sulla tensione superficiale. La tensione di vapore. L’equilibrio e sue caratteristiche. Equilibrio liquido-vapore, solido-liquido, solido-vapore. Equazione di Clausius-Clapeyron. Temperatura normale di ebollizione e fusione. Diagrammi di stato Le soluzioni. Definizioni, solubilità ed effetto della temperatura sulla solubilità. Concentrazione (% in massa, molalità, frazione molare, molarità, normalità). Conversione di unità. Proprietà colligative delle soluzioni. Equilibrio chimico. Caratteristiche dell’equilibrio, Equilibri omogenei ed eterogenei. Legge di azione di massa e Costante di equilibrio. Effetti della temperatura, pressione e concentrazione sugli equilibri chimici. Dissociazione gassosa: grado di dissociazione e binomio di Van’t Hoff. Equilibri ionici in soluzione acquosa: fattori che influenzano la solubilità dei sali, sali poco solubili, prodotto di solubilità. Precipitazione selettiva. Cenni di Elettrochimica. |
FONDAMENTI DI CHIMICA ORGANICA
Codice | A004611 |
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CFU | 4 |
Docente responsabile | Filippo Campana |
Docenti |
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Ore |
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Attività | Base |
Ambito | Formazione chimica e fisica di base |
Settore | CHIM/06 |
Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
Lingua insegnamento | ITALIANO |
Contenuti | Introduzione alla chimica organica: studio della struttura, delle proprietà e della reattività dei composti del carbonio. |
Testi di riferimento | Elementi di Chimica Organica - P.Y. Bruice - Edises Chimica Organica- J. McMurry - Piccin Chimica Organica- W. H. Brown, B. L. Iverson, E. V. Anslyn, C. S. Foote - Edises Guida alla soluzione dei problemi da Chimica Organica di Brown, Iverson, Anslyn, Foote - Edises |
Obiettivi formativi | I principali obiettivi del corso sono quelli di offrire le basi della chimica organica, al fine di fornire gli strumenti necessari per rendere comprensibile la logica che è alla base della chimica organica, le regole e le proprietà che determinano il comportamento della materia, nonché le interazioni che regolano le strutture biologiche. Il corso mira a far acquisire le conoscenze di seguito indicate: - struttura atomica, legame chimico e relative teorie; - ibridazione del carbonio; - struttura molecolare e sua influenza sulle proprietà fisiche; - interazioni intermolecolari; - Chimica dei gruppi funzionali (nomenclatura IUPAC, caratteristiche chimico-fisiche, reattività); - Elementi di stereochimica; - Cenni delle principali tecniche di caratterizzazione di un composto organico. Le abilità che gli studenti saranno in grado di padroneggiare al termine del corso saranno: - saper individuare una struttura chimica partendo dal nome e viceversa; - Conoscere e prevedere la reattività di un composto organico; - Saper progettare una sintesi multistep di composti organici semplici. |
Prerequisiti | Conoscenze di base di matematica, fondamenti di chimica e scienze sperimentali, come fornite dalle scuole secondarie di secondo grado. |
Metodi didattici | Lezioni frontali su tutti gli argomenti. Esercitazioni in aula. |
Altre informazioni | - |
Modalità di verifica dell'apprendimento | I CFU corrispondenti all’attività formativa sono acquisiti dallo studente con il superamento dell’esame finale. L'esame consiste in una prova scritta finalizzata a verificare la capacità di applicare correttamente le conoscenze acquisite e la capacità di comprensione degli argomenti trattati a lezione e durante i laboratori. L'esame prevede una prova scritta della durata di tre ore volto alla contemporanea verifica della comprensione degli argomenti trattati in tutti e tre i moduli che compongono il corso "Fondamenti di Chimica" (didattica integrativa e laboratorio compreso). Questa è da intendersi superata, solo se viene raggiunta almeno la sufficienza (18/30) in tutti e tre i moduli. Nella valutazione, espressa in trentesimi e derivante dalla media dei voti ottenuti per ciascun modulo, verrà verificata la conoscenza, la comprensione dei concetti, la padronanza e la proprietà di linguaggio. Gli studenti e le studentesse con disabilità e/o con DSA sono invitati/e a visitare la pagina dedicata agli strumenti e alle misure previste e a concordare preventivamente quanto necessario con il/la docente (https://www.unipg.it/disabilita-e-dsa). |
Programma esteso | - I legami chimici e struttura molecolare: proprietà fisiche e interazioni intermolecolari - Concetto di gruppo funzionale - Alcani, cicloalcani, alcheni e alchini: struttura, nomenclatura, preparazione e reattività; - Stereochimica; - Alogeno alcani: struttura, nomenclatura, preparazione e reattività; Reazioni di sostituzione nucleofila alifatica SN1 e SN2 e reazioni di eliminazione; - Composti aromatici: concetto di aromaticità, struttura, nomenclatura e reattività; La reazione di sostituzione elettrofila di composti aromatici; - Alcoli, fenoli, eteri, epossidi, tioli e solfuri: struttura, nomenclatura e reattività: Eliminazione, ossidazione ed acidità; - Composti carbonilici: Aldeidi e chetoni: struttura, nomenclatura, preparazione e reattività; addizione nucleofila acilica, acetali e chetali, acidità degli idrogeni in alfa al carbonile, tautomeria cheto-enolica; - Acidi carbossilici e nitrili: struttura, nomenclatura, reattività, acidità, idrolisi dei nitrili - Derivati degli acidi carbossilici: caratteristiche, preparazione e reattività di alogenuri acilici, anidridi, esteri e ammidi; - Reazioni di sostituzione nucleofila acilica; - Cenni di chimica degli eterocicli; - Cenni di chimica delle macromolecole: aminoacidi e proteine, carboidrati, lipidi e acidi nucleici Il corso include didattica integrativa (5 ore) su interazioni deboli in chimica organica. |
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | - |
LABORATORIO DI CHIMICA FISICA
Codice | A004755 |
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CFU | 2 |
Docente responsabile | Giulia Quaglia |
Docenti |
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Ore |
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Attività | Altro |
Ambito | Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro |
Settore | NN |
Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
Lingua insegnamento | ITALIANO |
Contenuti | Lo studente apprende i principi che permettono di interpretare e predire i dati derivati dalle osservazioni sperimentali. In laboratorio, lo studente verifica sperimentalmente quanto illustrato in aula ed apprende come trattare i dati raccolti e la redazione di una relazione. |
Testi di riferimento | - S. Capasso, La Chimica Fisica attraverso gli esercizi, Loghìa, Napoli - G. M. Barrow, Physical Chemistry for the Life Science, Mc Graw Hill Int. Book Company (in inglese). |
Obiettivi formativi | Lo studente sarà in grado di discutere in modo adeguato grafici e diagrammi che descrivono risultati di esperimenti sulle tematiche affrontate durante il corso. Le esperienze sperimentali sono volte alla raccolta di dati, alla relativa elaborazione numerica e discussione critica. In particolare, le attività pratiche permetteranno di sviluppare le capacità collaborative e di problem-solving. |
Prerequisiti | Nessuno |
Metodi didattici | Dimostrazioni e attività laboratoriali pratiche. |
Altre informazioni | Il docente mette a disposizione degli studenti nella piattaforma UNISTUDIUM materiale utile per lo svolgimento del laboratorio. |
Modalità di verifica dell'apprendimento | I CFU corrispondenti all’attività formativa sono acquisiti dallo studente con il superamento di una prova finale, con l’obiettivo di accertare il grado di conoscenza e padronanza dei concetti trattati, oltre al corretto utilizzo del linguaggio tecnico-scientifico. L'esame, che è parte integrante dell'esame di Fondamenti di Chimica, prevede una domanda scritta relativa alle esperienze laboratoriali svolte durante il corso. Gli studenti e le studentesse con disabilità e/o con DSA sono invitati/e a visitare la pagina dedicata agli strumenti e alle misure previste e a concordare preventivamente quanto necessario con il/la docente (https://www.unipg.it/disabilita-e-dsa). |
Programma esteso | Diagramma di fase. Utilizzo della strumentazione spettroscopica UV-Vis per sistemi colloidali. Determinazione della dimensione di microemulsioni acqua/olio mediante misure di scattering dinamico della luce. Caratterizzazione spettroscopica di formulazioni. Organizzare una presentazione e una relazione dei risultati ottenuti. |
LABORATORIO DI CHIMICA INORGANICA
Codice | 55040006 |
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CFU | 2 |
Docente responsabile | Elisa Boccalon |
Docenti |
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Ore |
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Attività | Altro |
Ambito | Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro |
Settore | NN |
Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
Lingua insegnamento | ITALIANO |
Contenuti | Conoscenze di base sulle tecniche e metodologie di laboratorio. |
Obiettivi formativi | Acquisire manualità per operare in un laboratorio chimico e familiarizzare con strumentazioni, attrezzature, prodotti chimici e vetreria presenti in laboratorio. Applicare le conoscenze teoriche alla pratica attraverso eseguendo calcoli stechiometrici e raccogliendo ed elaborando dati sperimentali correlandoli con i principi della chimica. |
Metodi didattici | Esercitazioni pratiche di laboratorio. |
Altre informazioni | Per accedere al laboratorio è necessario indossare un camice di laboratorio, che ogni studente dovrà procurarsi autonomamente, mentre occhiali protettivi e guanti in lattice/nitrile saranno disponibili in laboratorio. |
Modalità di verifica dell'apprendimento | La valutazione dell'effettiva acquisizione da parte degli studenti dei risultati di apprendimento verrà effettuata tramite domande aperte relative alle esperienze di laboratorio che faranno parte dell'esame scritto di Fondamenti di Chimica Generale e Inorganica. Gli studenti e le studentesse con disabilità e/o con DSA sono invitati/e a visitare la pagina dedicata agli strumenti compensativi e alle misure dispensative previste e a concordare preventivamente quanto necessario con il/la docente (https://www.unipg.it/disabilita-e-dsa). |
Programma esteso | Saranno eseguite esperienze individuali che riguarderanno titolazioni acido-base; determinazione della costante di equilibrio; analisi qualitativa e quantitativa degli ioni; sintesi di un composto inorganico. (a seconda della disponibilità di reagenti e strumentazione ci potranno essere delle variazioni sulle esperienze). |
LABORATORIO DI CHIMICA ORGANICA
Codice | A004762 |
---|---|
CFU | 2 |
Docente responsabile | Filippo Campana |
Docenti |
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Ore |
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Attività | Altro |
Ambito | Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro |
Settore | NN |
Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
Lingua insegnamento | ITALIANO |
Contenuti | Conoscenze di base sulle tecniche e metodologie di laboratorio. Sintesi, indagine, purificazione e caratterizzazione. |
Testi di riferimento | - |
Obiettivi formativi | - Scelta, gestione e assemblaggio della vetreria di laboratorio. - Tecniche cromatografiche per l’indagine (TLC, GC, HPLC) - Conoscenza e scelta autonoma tra le principali procedure di purificazione: estrazione, precipitazione, filtrazione, distillazione, cristallizzazione, cromatografia; - Individuazione delle tecniche analitiche per la determinazione della struttura; - Capacità di redigere un report di laboratorio con le informazioni principali e necessarie. |
Prerequisiti | Per seguire al meglio e apprendere i contenuti del corso di laboratorio, in maniera conveniente e proficua, si suggerisce la frequenza delle lezioni frontali. |
Metodi didattici | Esercitazioni pratiche di laboratorio. |
Altre informazioni | - |
Modalità di verifica dell'apprendimento | I CFU corrispondenti all’attività formativa di laboratorio sono acquisiti dallo studente con il superamento di una prova finale, con l’obiettivo di accertare il grado di conoscenza e padronanza dei concetti trattati, oltre al corretto utilizzo del linguaggio tecnico-scientifico. La prova, che è parte integrante all'interno dell'esame di Fondamenti di Chimica, prevede una domanda scritta relativa alle esperienze laboratoriali svolte durante il corso. Gli studenti e le studentesse con disabilità e/o con DSA sono invitati/e a visitare la pagina dedicata agli strumenti e alle misure previste e a concordare preventivamente quanto necessario con il/la docente (https://www.unipg.it/disabilita-e-dsa). |
Programma esteso | Saranno eseguite individualmente esperienze di laboratorio riguardanti la sintesi, la separazione, la purificazione e la caratterizzazione di composti organici anche mediante saggi di riconoscimento di alcuni gruppi funzionali. |
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | - |