Corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche

Fondamenti di chimica, di analisi matematica, di fisica
E' obbligatorio essere in possesso dell’attestato del corso di formazione sulla Sicurezza in corso di validità per l’accesso ai laboratori.

Questo Insegnamento non costituisce una propedeuticità obbligatoria per nessun insegnamento successivo.

Gli argomenti trattati sono utili per insegnamenti successivi di Chimica Fisica, Chimica Inorganica, Chimica Organica, Chimica Analitica, Chimica dei Materiali, Chimica Industriale, Biochimica.

L'insegnamento fornisce i principi fondamentali che governano le proprietà  ed il comportamento della materia mediante un approccio macroscopico/ fenomenologico ma anche  microscopico. Lo student* potrà applicare la propria conoscenza tecnico-scientifica di base per affrontare le problematiche in campo chimico. In particolare avrà la competenza nell'interpretare i dati derivati dalle osservazioni sperimentali e misurazioni  e relazionarli ad una teoria appropriata.

Più in dettaglio, l'insegnamento fornisce i fondamenti della termodinamica classica. Introduce il concetto di funzione di stato e, partendo dalle leggi  fondamentali,  i potenziali termodinamici e le relazioni che li legano. Vengono inoltre trattate: 
- le condizioni generali di spontaneità di trasformazioni e di equilibrio nei sistemi chiusi
- le proprietà termodinamiche dei miscugli gassosi, liquidi e solidi
- le condizioni specifiche di equilibrio di fase  e di reazione

Conoscenza delle equazioni fondamentali della termodinamica, capacità di applicarle, sapendo inquadrare correttamente un problema termodinamico.
Conoscenza delle proprietà delle soluzioni, delle condizioni per gli equilibri di fase e di reazione e la loro dipendenza dalle variabili fisiche e chimiche. Capacità di interpretazione dei diagrammi di fase binari ed in particolare delle sezioni isobare che descrivono l’equilibrio liquido-vapore, solido-liquido e solido solido.

Fondamenti di Termodinamica.

Premesse: dalle proprietà microscopiche dei sistemi chimici alle proprietà macroscopiche, stato di equilibrio, equazioni di stato e funzioni di stato. Lo zeresimo principio. Equazione di stato del gas perfetto e la teoria cinetica dei gas. I gas reali: l’equazione di stato del viriale e la temperatura di Boyle; l’equazione di Van der Waals. Le costanti critiche. Il principio degli stati corrispondenti.  Il primo principio: Lavoro, calore ed energia interna. Entalpia. Calori specifici. Il primo principio in azione:termochimica. II secondo principio: entropia e temperatura termodinamica, reversibilità e irreversibilità. Energia di Helmholtz e di Gibbs. Le quattro equazioni fondamentali per un sistema chiuso. Le condizioni di spontaneità delle trasformazioni e di equilibrio in un sistema chiuso. Il terzo principio: entropie convenzionali ed energie di Gibbs standards. Il potenziale chimico. Applicazione al caso dei gas.

Termo-Chimica

Le sostanze pure: potenziale chimico e condizioni di equilibrio di fase, il concetto di varianza, i diagrammi di fase. Le curve di monovarianza e l’equazione di Clapeyron. Le curve di sublimazione e di ebollizione e l’equazione di Clausius-Clapeyron. Il punto critico. Ordine delle transizioni di fase. I miscugli omogenei: grandezze di mescolamento, grandezze molari parziali, potenziali chimici. La reazione chimica in fase omogenea: le condizioni generali di naturalità e di equilibrio. I miscugli eterogenei: condizioni generali di equilibrio di fase, di reazione e regola delle fasi. Proprietà dei  miscugli gassosi: i miscugli di gas ideali; i miscugli gassosi reali e l’approssimazione di Lewis - Randall. La reazione chimica : le grandezze standard di reazione e le costanti di equilibrio. L’influenza delle variabili fisiche sullo spostamento dell’equilibrio.  Proprietà dei miscugli condensati ideali e non: l’attività relativa e i coefficienti di attività. Le grandezze di eccesso. I contributi dei termini entalpici ed entropici alle deviazioni dall’idealità. Soluzioni diluite ideali. Le convenzioni per gli stati di riferimento nei miscugli condensati. 

 

Esperienze di Laboratorio:

 

Comportamento dei gas: Legge di Boyle

Calorimetria di Soluzione e Combustione: entalpia di mescolamento e calore di combustione

Equilibrio Liquido-Vapore: curva di evaporazione, equazione di Clausius-Clapeyron ed entalpia di evaporazione 

Volume di mescolamento

 

 

 

 

L'insegnamento prevede lezioni frontali (comprensive di esercitazioni) per un totale di 68 ore erogate in presenza e due sessioni in presenza da 4 ore ciascuna in laboratorio. Maggiori dettagli sull'organizzazione del laboratorio saranno forniti durante la prima lezione dell'Insegnamento.

La frequenza alle lezioni è fortemente consigliata. La presenza ai laboratori è obbligatoria al fine di poter sostenere l'esame finale. 

Tutto il materiale didattico (appunti, slide, esercizi) viene reso disponibile sulla pagina Moodle dell'Insegnamento.

 

Formato dell'Esame

Per chi ha seguito l'insegnamento a partire dall'anno accademico 2020-2021:

L'esame  è in forma scritta e prevede:

2 Quesiti a risposta aperta sugli argomenti trattati  [max 9 punti ciascuno] 

2 Esercizi numerici [max 5 punti ciascuno]

1 Domanda relativa alle esperienza di laboratorio [max 3 punti]

La somma fa 31 che corrisponde al voto di 30 e lode.

Sempre al fine di poter sostenere l'esame, è obbligatoria la consegna di una relazione di laboratorio (una per gruppo di lavoro) con l'analisi dei dati raccolti nelle due sessioni (da inviare via e-mail a tutti i docenti almeno due settimane prima della data d'appello d'esame che si intende sostenere) 🧪 🔬 🧫 🥼

Per chi ha seguito l'insegnamento prima dell'anno accademico 2020-2021:

L'esame è in forma scritta e prevede:

2 Quesiti a risposta aperta sugli argomenti trattati  [max 9 punti ciascuno] 

2 Esercizi numerici [max 6 punti ciascuno]

La somma fa 30. La lode viene assegnata a chi abbia risposto ai quesiti in modo particolarmente esaustivo. 

In ogni caso, la commissione si riserva di poter valutare la preparazione dei candidat* anche attraverso l'uso di un'interrogazione orale.

Modalità dell'esame

Gli esami, della durata di ore 2 e trenta, si svolgeranno in presenza, salvo aggiornamenti sui provvedimenti adottati da UniTo reperibili sul portale di Ateneo alla voce "Disposizioni per chi studia e lavora in UniTo" https://www.unito.it/ateneo/gli-speciali/coronavirus-aggiornamenti-la-comunita-universitaria/disposizioni-chi-studia-e

Exam Format 

The exam is in written form with:

2 Open Questions on topics covered during the Course [max 9 points each]

2 Numerical Exercises [max 5 points each]

1 Open Question about the lab experiences [max 3 points]

The sum is 31, which corresponds to the mark of 30 cum laude.

Additionally, a report with the analysis of the data collected during the two laboratory sessions must be submitted (one for each working group) to the teachers via e-mail at least two weeks ahead of the exam date.

For students who have followed before 2020-2021

The exam is in written form with:

2 Open Questions on topics covered during the Course [max 9 points each]

2 Numerical Exercises [max 6 points each]

The sum is 30 or 30 cum laude in case of very comprehensive answers. 

However, the commission reserves the right to evaluate te preparation of the candidates also by oral question.

Exam Mode

Depending on the evolution of the current Covid crisis, the exams, two and half hours long, could take place in presence or on-line. In the case of exams in presence, the on-line mode will be guaranteed for those students who belong to the cathegories defined by the University

 

 

Sono previsti degli incontri di tutorato alla fine di ogni sessione di laboratorio dedicati all'elaborazione dei dati raccolti. 

Sono inoltre previste attività di tutorato relative alla risoluzione di esercizi, erogate tipicamente prima di ciascun appello d'esame, durante la sessione.

 

 

Vengono forniti gli appunti del docente (comprensivi di esercizi svolti), le slide mostrate a lezione e le dispense relative alle esercitazioni di laboratorio.

Questo materiale copre tutti gli argomenti dell'Insegnamento e risulta sufficiente alla preparazione dell'esame.

 

 

Frequenza fortemente consigliata.

Gli/le studenti/esse con DSA o disabilità, sono pregati di prendere visione delle modalità di supporto (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-e-studentesse-con-disabilita) e di accoglienza (https://www.unito.it/accoglienza-studenti-con-disabilita-e-dsa) di Ateneo, ed in particolare delle procedure necessarie per il supporto in sede d’esame (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-e-studentesse-con-disturbi-specifici-di-apprendimento-dsa/supporto)