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CHIMICA GENERALE E INORGANICA E LABORATORIO - Corso A (cognomi A-K)

AA 2015/2016

Scheda del corso

CodiceMFN1163
CdSChimica e Tecnologie Chimiche
Anno1░ anno
TipologiaDi base
CFU12
SSDCHIM/03 - chimica generale e inorganica

Obiettivi e risultati

  • Italiano
  • English

Il corso è propedeutico a tutti i corsi di chimica degli anni successivi. Esso prevede: una robusta parte teorica, una serie di esercitazioni in aula, durante le quali verranno svolti esercizi di calcolo chimico (stechiometria) inerenti agli argomenti affrontati nella parte teorica del corso ed infine lo svolgimento di esperienze pratiche in laboratorio.

Gli obiettivi principali sono:

a. arrivare ad una comprensione di base dei capisaldi concettuali della disciplina chimica

b. affrontare con disinvoltura i calcoli legati alla reattività e alla manipolazione chimica           (stechiometria) con particolare attenzione ai fenomeni in soluzione acquosa.

c. Sviluppare le capacità basilari per operare in sicurezza in laboratorio e per effettuare le operazioni di base connesse alla manualità chimica

 

Il corso si propone di fornire allo studente le conoscenze di base della struttura della materia, del legame chimico e delle leggi che regolano le reazioni chimiche. Fornirà inoltre gli elementi necessari per intuire le proprietà chimiche non tanto dei singoli  elementi del sistema periodico quanto di quegli elementi caratterizzati da analoga configurazione elettronica (gruppi della Tavola Periodica). Il corso ha infine l'obiettivo di fornire allo studente gli strumenti per capire la materia e le principali  trasformazioni chimiche e fisiche che la coinvolgono ed è propedeutico a tutti i corsi di chimica degli anni successivi.

Il primo risultato atteso in termini di apprendimento è dunque la capacità dello studente di orientarsi con sicurezza tra i caposaldi della disciplina brevemente riassunti qui sopra


Secondo scopo del corso è quello di introdurre gli studenti alla pratica di laboratorio, consentendo loro di apprendere "sul campo" le modalità per il corretto svolgimento delle operazioni più comuni (manipolazione dei prodotti chimici , preparazione di soluzioni, cristallizzazione, filtrazione, ecc.). Ulteriore scopo della parte in laboratorio è quello di affiancare ai concetti appresi nella parte teorica del corso una visione "in concreto" dei fenomeni che faciliti l'assimilazione di quei concetti.      In dettaglio si prevede:

- esercitazioni in aula, durante le quali verranno svolti esercizi di stechiometria inerenti agli argomenti affrontati nella parte teorica del corso -

 esperienze pratiche in laboratorio sui seguenti argomenti: equilibri acido/base, soluzioni tampone, idrolisi; equilibri di solubilità (effetto del pH e dello ione comune); reazioni di ossidoriduzione; sintesi e reattività di sali inorganici.

L'insegnamento in Aula viene fatto utilizzando metodiche tradizionali della lezione frontale (lavagna) e affiancando immagini e grafici (proiezione) in particolare nei casi in cui l'immagine necessaria sia di qualità sofisticata. Le "slide" proiettate a lezione sono caricate su questo sito.

Si prevede una parte del corso dedicata ad esercitazioni di calcolo (stechiometria) durante le quali si tenta nei limiti del possibile di coinvolgere gli studenti in modo attivo ( esercizi alla lavagna).

Le esercitazioni pratiche sono invece condotte in laboratorio dove ogni studente, dopo la necessaria preparazione,  riceve una postazione individuale per condurre gli esperimenti.

L'esame si svolge, di norma, come segue: vi è una prova scritta basata su calcoli stechiometrici e reattività elementare. Segue un laboratorio con una serie di esercitazioni sugli argomenti dei punti 6 e 7 del Programma . Si viene ammessi alla prova orale dopo aver frequentato il laboratorio e aver superato la prova scritta .

Le attività esercitative in aula e il laboratorio sono parte integrante del corso e non devono essere considerate attività di supporto. Queste potranno essere, anche in relazione alla disponibilità di tempo, spazi e risorse, cicli di esercizi affidati a tutors.

Programma

  1. Fondamenti di Chimica. Sostanze elementari e composte. Allotropi. Stati di aggregazione della materia. Miscugli (omogenei ed eterogenei).Nozioni di base e definizioni sugli atomi: particelle costitutive e loro caratteristiche fisiche, numero atomico, numero di massa. Massa atomica e unità corrispondente. Isotopi. Il concetto di mole e la costante di Avogadro. Massa molecolare e massa molare. Formula minima, formula molecolare, formula di struttura. Isomeria strutturale. 
  2. Elementi di struttura dell’atomo. Particelle fondamentali. Modello nucleare degli atomi. Il Nucleo: stabilità dei nuclei. Decadimenti. Onde elettromagnetiche. Effetto fotoelettrico. Spettroscopia atomica. Atomo di Bohr. Dualismo onda particella..L’atomo ondulatorio.  Funzione d’onda e densità di probabilità. Orbitali atomici e numeri quantici. Atomi polielettronici. Configurazioni elettroniche degli atomi e modello a gusci.. Periodicità delle proprietà chimiche e tavola periodica. Comportamento metallico e non metallico. Periodicità delle proprietà atomiche (dimensioni, energia di ionizzazione).
  3. Legame chimico. Scambio di elettroni e legame ionico. Legame covalente. Elettronegatività e polarità dei legami. L’approccio di Lewis. Geometrie molecolari e teoria della minima repulsione (VSEPR).  Teoria del legame di valenza. Legami semplici e multipli. Legami s e p. Ibridazione e orbitali ibridi. Orbitali ibridi e geometrie molecolari. Cenni alla teoria dell’orbitale molecolare. Legame metallico. Legame chimico e composti binari (ionicità vs. covalenza vs. stato metallico). Proprietà chimiche fondamentali degli elementi principali  Forze intermolecolari.
  4. Stati di aggregazione della materia. Lo stato gassoso. Modello cinetico e cenni alla teoria cinetica dei gas. Lo stato solido. Reticoli cristallini e celle elementari. Solidi e legame chimico. Lo stato liquido: proprietà dipendenti dalle forze intermolecolari. Equilibri tra le fasi.  Passaggi di stato (punto di congelamento e punto di ebollizione). Diagrammi di stato ad una componente. Sospensioni, colloidi, micelle. Soluzioni.  Princìpi che regolano la solubilità (solventi polari e apolari). Tensione di vapore delle soluzioni. Legge di Raoult. Proprietà colligative delle soluzioni.
  5. Spontaneità delle reazioni chimiche. Entalpia libera ed equilibrio dinamico. Legge di azione di massa e costante di equilibrio.. Principio di Le Chatelier. Equilibrio in sistemi eterogenei. Equilibri in soluzioni acquose. Proprietà degli acidi e delle basi. Teoria acido-base secondo Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis. Scala del pH. Equilibrio di autoprotolisi dell' acqua, Acidi e basi forti. Acidi e basi deboli.. Acidi poliprotici. Sostanze anfiprotiche. Proprietà acido-base dei sali: equilibri di idrolisi. Soluzioni tampone:  Prodotto di solubilità e effetto dello ione comune.
  6. Elettrochimica - Conducibità elettrica. Celle galvaniche. Potenziali di riduzione standard. Elettrodo di riferimento. Equazione di Nernst. Pile  a concentrazione. Relazione tra E° e Keq. Elettrolisi. Elettrolisi di sali fusi e di soluzioni acquose.. Leggi di Faraday
  7. Cinetica chimica. Velocità di reazione. Ordine di reazione. Reazioni del I ordine: dipendenza della concentrazione dal tempo. Tempo di dimezzamento e correlazione tra tempo di dimezzamento e k cinetica. Datazione con isotopo 14C. Legge di Arrhenius
  8. Chimica Inorganica Descrittiva – Chimica dei principali gruppi della Tavola periodica.
  9. Laboratorio pratico esercitativo
    9.1 Esercitazioni di stechiometria inerenti gli argomenti affrontati durante le lezioni frontali
    9.2 Svolgimento di esperienze pratiche in laboratorio sui seguenti argomenti: equilibri acido/base, soluzioni tampone, idrolisi; equilibri di solubilità (effetto del pH e dello ione comune); reazioni di ossidoriduzione; sintesi e reattività di sali inorganici.

Testi consigliati

1) P. Zanello, R. Gobetto, R. Zanoni – Conoscere la chimica (Ed. Ambrosiana)
2) Kotz, Treichel, Towsend Chimica EDISES
3) MICHELIN LAUSAROT, VAGLIO, Stechiometria per la Chimica generale (Piccin)
4) Giannoccaro P., Doronzo S. Elementi di stechiometria (EdiSES

E’ consigliato l’utilizzo del seguente testo per approfondimenti e integrazioni:P. Atkins, L. Jones Principi di Chimica Zanichelli

 

Nota

Orario lezioni

Appelli

Nessun appello.

Avvisi

Materiale didattico

Storico

2014/2015     2013/2014     2012/2013     2011/2012

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