Insegnamento ATMOSPHERIC CHEMISTRY
- Corso
- Chimica
- Codice insegnamento
- 55994806
- Curriculum
- Comune a tutti i curricula
- Docente
- Nadia Balucani
- Docenti
-
- Nadia Balucani
- Ore
- 42 ore - Nadia Balucani
- CFU
- 6
- Regolamento
- Coorte 2021
- Erogato
- 2023/24
- Attività
- Affine/integrativa
- Ambito
- Attività formative affini o integrative
- Settore
- CHIM/03
- Tipo insegnamento
- Opzionale (Optional)
- Tipo attività
- Attività formativa monodisciplinare
- Lingua insegnamento
- INGLESE
- Contenuti
- In questo corso si vuole offrire una prospettiva chimica su origine, evoluzione, composizione ed inquinamento dell'atmosfera terrestre. Saranno trattati anche temi di attualità come l'effetto serra e il cambiamento climatico.
- Testi di riferimento
- Dispense (copie dei lucidi) a cura del docente.
Testi suggeriti: (in italiano) "Chimica Ambientale" di C. Baird e M. Cann, Zanichelli
Testi suggeriti: (in inglese): "Introduction to Atmospheric Chemistry" di D.J. Jacob, Princeton University Press; "Astrochemistry" di A.M. Shaw, Wiley; "Chemistry of Atmospheres" di R.C. Wayne, Oxford Science Publications; "Atmospheric Chemistry and Physics" di J. H. Seinfeld & S. N. Pandis- Wiley- Interscience. - Obiettivi formativi
- Gli studenti che hanno frequentato il corso:
1) conoscono i principi fisici e chimici che regolano la natura e la composizione della atmosfera terrestre attuale;
2) conoscono i principi fisici, chimici e biologici che hanno influenzato l'evoluzione dell'atmosfera terrestre fino alla sua attuale composizione;
3) conoscono gli effetti delle attività umane sui delicati equilibri fra specie chimiche che regolano l'atmosfera terrestre;
4) sanno ricondurre i principali fenomeni di inquinamento atmosferico (effetto serra, smog fotochimico, assottigliamento dell'ozonosfera e buco dell'ozono, pioggia acida) al rilascio di alcune specie chimiche in aria ad opera delle attività umane;
5) sanno individuare le tecniche chimiche appropriate e padroneggiano i principi chimico-fisici necessari alla comprensione e, possibilmente, alla soluzione dei problemi legati all'inquinamento atmosferico;
6) sanno usare semplici modelli (one-box model) atmosferici al calcolatore. - Prerequisiti
- Per seguire con successo i contenuti del corso e raggiungere gli obiettivi di apprendimento, lo studente deve possedere le seguenti conoscenze pregresse:
1) Le leggi dei gas perfetti (indispensabile)
2) Spettroscopia atomica e molecolare (utile)
3) Cinetica chimica, processi elementari, fotochimica (utile)
4) Chimica quantistica (utile) - Metodi didattici
- Lezioni frontali
- Modalità di verifica dell'apprendimento
- L'esame prevede una prova orale che consiste in una discussione della durata di circa 30-40 minuti, finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunti dallo studente sui contenuti indicati nel programma. La prova orale consentira', inoltre, di verificare la capacita' di comunicazione dell'allievo con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione.
Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa - Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
- Programma:
1) Generalità sulle caratteristiche dell'atmosfera terrestre. Composizione chimica e struttura dell'atmosfera. Origine dell'atmosfera terrestre (nucleosintesi dell'Universo primordiale, nucleosintesi stellare, ciclo di vita delle stelle, formazione dei sistemi solari, formazione dei pianeti interni e e dei pianeti gioviani). Natura secondaria dell'atmosfera terrestre, evoluzione dell'atmosfera terrestre e interazione con la biosfera.
2) Parametri fisici: variazioni di pressione e temperatura con l'altitudie. Bilancio energetico del pianeta Terra e della sua atmosfera. Emissione del corpo nero applicata al caso del Sole e della Terra. Ruolo dei fotoni solari e dei fotoni emessi dalla Terra nel determinare la temperatura dell'aria. Assorbimento nell'infrarosso termico. effetto serra e gas serra. Trasporto verticale e trasporto orizzontale. Scattering della luce ad opera delle molecole dell'aria e degli aerosols sospesi in aria.
3) Fotochimica e cinetica chimica applicate allo studio dell'atmosfera: processi indotti dai fotoni UV sulle molecole di ossigeno, ozono, azoto e suoi composti presenti in aria, composti organici volatili comuni in aria e freon. Regole di transizione e regole di correlazioni. Processi proibiti nel contesto atmosferico. Reazioni mono-, bi- e ter-molecolari di interesse atmosferico. Determinazione delle rese quantiche e dei coefficienti di velocità da esperimenti in laboratorio.
4) Chimica della Stratosfera: ozonosfera, ciclo di Chapman e cicli naturali aggiuntivi. Effetto delle attività umane e conseguente assottigliamento dell'ozonosfera. Buco dell'ozono sul Circolo Polare Antartico
5) Chimica della troposfera: ruolo del radicale OH, sua produzione e principali meccanismi di consumo. L'ossidazione del CO, metano e altri indrocarburi. Effetto dei composti organici volatili e degli ossidi di azoto. Smog fotochimico.
6) Modelli atmosferici (one box, puff). Cicli biogeochimici dell'azoto, ossigeno, carbonio.
7) Chimica in fase eterogenea di rilevanza nello studio dell'atmosfera.