- Oggetto:
- Oggetto:
CHIMICA FISICA I - Corso A (cognomi A-K)
- Oggetto:
PHYSICAL CHEMISTRY I
- Oggetto:
Anno accademico 2014/2015
- Codice dell'attività didattica
- MFN1165
- Docente
- Prof. Flora Boccuzzi (Titolare del corso)
- Corso di studi
- Chimica e Tecnologie Chimiche
- Anno
- 1° anno
- Periodo didattico
- Secondo periodo
- Tipologia
- Di base
- Crediti/Valenza
- 8
- SSD dell'attività didattica
- CHIM/02 - chimica fisica
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Scritto ed orale
- Prerequisiti
-
Fondamenti di chimica, di analisi matematica, di fisicaFundamental aspects of chemistry, matematics and physics
- Propedeutico a
-
Chimica analitica, inorganica, organica, dei materiali, industrialeAnalitical, inorganic, organic chemistry, material chemistry, industrial
processes - Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Concetto di funzione di stato, i potenziali termodinamici e le relazioni che li legano. Condizioni di naturalità e di equilibrio nei sistemi chiusi. Proprietà termodinamiche di miscugli gassosi, liquidi e solidi. Equilibrio di fase e di reazione. lettura dei diagrammi di stato. Proprietà degli elettroliti e fondamenti di elettrochimica.
The concept of state functions, the thermodinamic potentials- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Il corso fornisce i fondamenti della termodinamica classica. Introduce il concetto di funzione di stato; partendo dalle leggi fondamentali, introduce i potenziali termodinamici U, H, S, A e G e le relazioni che li legano; fornisce le condizioni generali di naturalità e di equilibrio nei sistemi chiusi. Descrive le proprietà termodinamiche dei miscugli gassosi, liquidi e solidi; ricava le condizioni specifiche di equilibrio di fase e di reazione; fornisce la capacità di leggere i diagrammi di fase. Descrive le proprietà degli elettroliti e i principi fondamentali dell’elettrochimica.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Scritto e orale
Written and oral- Lesame si svolge, di norma, come segue: l esame è scritto e si articola in un numero di esercizi e di domande che varia tra 6 e 8 a seconda della complessità dei problemi e della domande poste. tempo a disposizione è di 4 ore. Viene valutata la capacità di impostare correttamente il problema (se viene usata l'equazione giusta), la capacità di elaborare i dati (se i calcoli vengono eseguiti correttamente, se le unità di misura sono quelle giuste), la capacità di spiegare e di commentare quanto scritto. - Lesame prevede: una valutazione in trentesimi
- Oggetto:
Programma
Fondamenti di Termodinamica.
Premesse: proprietà macroscopiche, stato di equilibrio, equazioni di stato
e funzioni di stato.
Lo zeresimo principio e la temperatura empirica. La scala di temperatura
del gas perfetto.
Equazione di stato del gas perfetto. 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.
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 naturalità e di
equilibrio in un sistema chiuso. Il terzo principio
Termodinamica chimica
Sistemi ad un componente: il potenziale chimico, condizioni per
l'equilibrio di fase, gradi di libertà, i diagrammi di fase. Curve di equilibrio
tra due fasi e equazione di Clapeyron. Curve liquido-vapore e solidovapore
e equazione di Clausius-Clapeyron. Punto critico, ordine delle
transizioni di fase.
Miscele omogenne: grandezze di mescolamento, grandezze parziali
molari, i potenziali chimici.
La reazione chimica: spontaneità e condizioni di equilibrio. Miscele
eterogenee
Fundamentals of Thermodynamics
Introduction. Macroscopic properties, equilibrium states, state equations
and state functions
The zeroth law and empirical temperature; the ideal-gas temperature
scale.
Ideal gas properties: the ideal-gas pVT equation, the gas kinetic theory.
Real gases: virial and van der Waals equations, Boyle temperature,
critical constants, law of the corresponding states.
The first law: heat, work and the concepts of internal energy, enthalpy,
and heat capacities.
Reversibility and irreversibility The second law: entropy and
thermodynamic temperature,. The Helmholtz and Gibbs free energies.
The four Gibbs equations in a closed system.
The spontaneity and equilibrium conditions in a closed system.
The third law.
Chemical Thermodynamics
One-component system: chemical potential, phase equilibrium
conditions, number of degrees of freedom, phase diagrams. Two-phase
equilibrium curves and the Clapeyron equation. Liquid-vapour and solidvapour
curves and the Clausius-Clapeyron equation. The critical point.
Order of the phase transitions.
Homogeneous mixtures: mixing quantities and partial molar quantities,
the chemical potentials. The chemical reaction: the spontaneity and
equilibrium conditions. Heterogeneous mixtures: the chemical potentials,
phase equilibrium and reaction equilibrium contitions, the phase rule.
Gaseous mixtures: ideal gas mixtures; real gas mixtures and Lewis-
Randall approximation. Chemical reactions in gas phase: standard
reaction quantities and equilibrium constants. Temperature and pressure
dependence of the equilibrium constants.
Condensed homogeneous mixtures: ideal and non-ideal systems, relative
activities and activity coefficients. Excess functions: the enthalpic and
entropic contributions. Ideally dilute solutions. The conventions for the
reference states in the condensed mixtures. Colligative properties.
Methods for determining activity coefficients. The osmotic coefficient.
Chemical reactions in condensed phase.
Two-component phase diagrams. Liquid-vapour equilibrium: zeotropes,
azeotropes and distillation. Miscibility gaps and liquid-liquid equilibrium.
Liquid-solid and solid-solid equilibrium: peritectic and eutectic systems.
Strong electrolyte solutions: chemical potential and mean ionic activity
coefficient, and methods for its determination. Debye - Huckel theory and
the limiting law.Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
P. Atkins, J. De Paula, Chimica Fisica Zanichelli 2004 e le dispense e il materiale illustrato a lezione presente sul sito.
P. Atkins, J. De Paula, Chimica Fisica Zanichelli 2004 and lecture notes of the teacher available on the website of the course.- Oggetto:
Note
Frequenza fortemente consigliata.Attendance is strongly suggested.- Oggetto:
