Insegnamento CHIMICA GENERALE ED INORGANICA
| Nome del corso di laurea | Chimica |
|---|---|
| Codice insegnamento | 50170105 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Nadia Balucani |
| CFU | 12 |
| 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 |
CHIMICA GENERALE ED INORGANICA 1
| Codice | GP000256 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente responsabile | Nadia Balucani |
| Docenti |
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| Ore |
|
| Attività | Base |
| Ambito | Discipline chimiche |
| Settore | CHIM/03 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | In questo corso saranno affrontati i seguenti argomenti introduttivi alle leggi della chimica: Stechiometria e calcoli stechiometrici. Calcoli stechiometrici con specie gassose. Termochimica. Le soluzioni e le loro proprietà. Passaggi di stato, equilibri di fase, diagrammi di stato. I principi dell'equilibrio chimico. soluzioni di acidi e basi, reazioni di neutralizzazione, calcolo del pH, indicatori acido-base e titolazioni. Gli equilibri di solubilità. Reazioni Redox e elettrochimica. |
| Testi di riferimento | Peter William Atkins, Loretta Jones, Leroy Laverman, Principi di chimica, Zanichelli, 4° edizione (2018) ISBN: 8808320979 BERTINI, LUCHINAT, MANI, Stechiometria, Un avvio allo studio della chimica, CEA Milano 2009. Per consultazione vedi anche M.S. Silberberg, P.G. Amateis, Chimica V Edizione (2023) MgGraw Hill; P. Giannoccaro, S. Doronzo, Elementi di Stechiometria, Edises. Saranno inoltre distribuite tramite la piattaforma Unistudium le copie delle slides powerpoint mostrate a lezione. |
| Obiettivi formativi | In questo corso si offrirà una prima panoramica delle leggi generali della chimica e si offriranno le basi delle conoscenze/competenze proprie della chimica necessarie per un proficuo approfondimento delle materie dell'intero corso di laurea. Particolare attenzione sarà posta agli aspetti quantitativi propri delle discipline empiriche. Alla termine del corso, gli studenti saranno in grado di svolgere esercizi di stechiometria anche complessi, di applicare le leggi dei gas, di effettuare calcoli termochimici, di comprendere ed applicare le leggi dell'equilibrio chimico, di calcolare il pH di soluzioni contenenti una o più specie in grado di modificare il pH, di determinare la concentrazione di specie poco solubili e di prevedere in quale condizioni si formano i precipitati, di bilanciare reazioni redox e determinare il potenziale di una cella galvanica. |
| Prerequisiti | Comprensione di semplici equazioni matematiche e di alcuni principi della fisica a livello di scuola secondaria di secondo grado. |
| Metodi didattici | Lezioni frontali, esercitazioni numeriche in aula (importante), tutoraggio. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L'esame consiste in una prova scritta a cui segue (se giudicata sufficiente) una prova orale. La prova scritta consiste nella soluzione di problemi numerici ed è finalizzata a verificare la capacità di applicare correttamente le conoscenze acquisite e la capacità di comprensione degli argomenti trattati a lezione. La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 20 minuti 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 comunicazione dell'allievo con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione degli argomenti. 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 | Stechiometria: Atomi e massa atomica. Isotopi. Simboli degli elementi. Aspetti quantitativi: la mole, le reazioni chimiche, bilanciamento e conservazione della massa. Reazioni di ossido riduzione. Analisi elementare. Formula minima, molecolare e di struttura. Isomeria. Termochimica: Calore di reazione e variazione di entalpia. Reazioni esotermiche e reazioni endotermiche. Legge di Hess. Calcoli termochimici di vario tipo. Gli stati di aggregazione della materia, equilibri fisici e soluzioni: I passaggi di stato e gli equilibri fisici. Tensione di vapore ed andamento con la temperatura. Diagrammi di stato. Miscele di liquidi volatili e la legge di Raoult. La legge di Henry. Miscele con soluti non volatili. Diagrammi di stato delle soluzioni. Proprietà colligative. I principi dell'equilibrio chimico: Equilibrio nei sistemi omogenei ed eterogenei. La costante di equilibrio e il quoziente di reazione. Il principio di Le Chatelier. Reazioni omogenee in fase liquida e gassosa. Acidi e basi: Teorie a confronto di Arrhenius, Brønsted-Lowry e Lewis. Equilibri acido-base e specie coniugate. L'autoionizzazione dell'acqua. Scala del pH e del pOH. Calcolo del pH di soluzioni di acidi (basi) forti e deboli. Idrolisi salina e soluzioni tampone. Indicatori di pH e titolazioni acido-base. Altri equilibri in soluzione acquosa: Equilibri di solubilità. Precipitazione selettiva. Equilibri di complessazione. Elettrochimica: reazioni redox, pile, scala dei potenziali standard di riduzione, equazione di Nernst, pile a concentrazione, elettrolisi. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | La chimica fornisce molti strumenti per conseguire gli obiettivi dell'Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile in ambito: energetico, salute, rispetto delle risorse naturali, industria e innovazione, clima. Con i suoi contenuti introduttivi alla chimica, questo insegnamento contribuisce a creare le basi della conoscenza necessarie e le competenze in ambito chimico per rispondere a quelle sfide dell'Agenda 2030. |
CHIMICA GENERALE ED INORGANICA 2
| Codice | GP000250 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente responsabile | Filippo De Angelis |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Discipline chimiche inorganiche e chimico-fisiche |
| Settore | CHIM/03 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Il corso introduce i concenti fondamentali che sono alla base delle proprietà elettroniche degli atomi e della loro interazione a costituire molecole e i materiali. Gli argomenti trattati includono: struttura del nucleo e modelli atomici; elementi di base di meccanica quantistica; periodicità delle proprietà atomiche; legame chimico e strutture molecolari; forze intermolecolari e stati di aggregazione della materia; cenni di cinetica chimica; elementi di elettrochimica. Tali argomenti sono introdotti e discussi in relazione diretta ad applicazioni di chimica inorganica, con riferimento all’ambito energetico. |
| Testi di riferimento | Peter William Atkins, Loretta Jones, Leroy Laverman, Principi di chimica, Zanichelli, 4° edizione (2018) ISBN: 8808320979. |
| Obiettivi formativi | Gli argomenti trattati forniscono le basi interpretative e predittive per affrontare le proprietà degli atomi, delle molecole e dei materiali e la loro relazione con le proprietà macroscopiche ed il comportamento chimico-fisico della materia. Obiettivo del corso è rendere gli studenti in grado di padroneggiare le leggi fondamentali ed i modelli interpretativi della chimica, negli ambiti delineati dal programma. In particolare, il corso si prefigge i seguenti obiettivi: assegnare la configurazione elettronica di un atomo; usare la tavola periodica per razionalizzare l’andamento periodico delle proprietà atomiche; prevedere la geometria molecolare in casi semplici; analizzare i contributi sigma e pi-greco al legame chimico di molecole biatomiche; fornire elementi per valutare lo stato di aggregazione di specie chimiche diverse; illustrare i fattori che influenzano la velocità delle reazioni chimiche; comprensione delle leggi dei gas e dei principi della termodinamica. Obiettivo del corso è anche connettere le nozioni teoriche apprese a tecnologie attuali in campo energetico, come batterie e celle solari. |
| Prerequisiti | Per affrontare al meglio il corso è richiesta familiarità con le nozioni di base acquisite nella scuola secondaria di secondo grado di matematica (soluzione di equazioni lineari e quadratiche, funzioni seno e coseno, esponenziali e logaritmi, derivate) e fisica (concetti di lavoro ed energia cinetica e potenziale). |
| Metodi didattici | Lezioni in aula sugli gli argomenti del corso: le ore di lezione previste sono dedicate alla presentazione e discussione dei concetti fondamentali che saranno utilizzati per la risoluzione di problemi, anche numerici, selezionati per approfondire e migliorare la comprensione da parte degli studenti degli argomenti principali trattati. |
| Altre informazioni | Consultare il sito web http://www.dcbb.unipg.it/chimtriennale |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L'esame si svolge come prova parziale sulla parte di programma trattata dal corso e consiste in una prova scritta a cui segue (se giudicata sufficiente) una prova orale. La prova scritta consiste nella soluzione di problemi numerici ed è finalizzata a verificare la capacità di applicare correttamente le conoscenze acquisite e la capacità di comprensione degli argomenti trattati a lezione. La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 20 minuti 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 comunicazione dell'allievo con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione degli argomenti. 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 | – Struttura dell’atomo: modelli atomici; quantizzazione dell’energia e meccanica quantistica; livelli di energia ed orbitali atomici; principio di Aufbau; configurazioni elettroniche. -Tavola periodica degli elementi: periodicità delle proprietà atomiche; energia di ionizzazione e affinità elettronica; raggi atomici e ionici; numeri di ossidazione. – Struttura molecolare e legame chimico: legami ionici e covalenti; elettronegatività; rappresentazione di Lewis del legame; strutture molecolari tramite il modello VSEPR; teoria del legame di valenza; orbitali molecolari; configurazione elettronica di molecole biatomiche omo-nucleari; struttura a bande di un solido. -Interazioni intermolecolari: stato solido e reticoli cristallini; stato liquido; legame idrogeno e cenni su interazioni deboli. -Leggi empiriche dei gas; gas ideali e gas reali. -Termodinamica di base: definizione delle funzioni di stato; energia interna, entalpia, entropia ed energia libera di Gibbs. – Cinetica delle reazioni chimiche: velocità di reazione e fattori che la influenzano. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | Batterie, celle solari e dispositivi optoelettronici introdotti tramite approcci chimici di base |