Anno di corso: 1

Crediti: 12
Crediti: 6
Crediti: 16
Crediti: 8
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale

Anno di corso: 2

Crediti: 12
Crediti: 14
Crediti: 6
Crediti: 12
Crediti: 8

Anno di corso: 3

Crediti: 12
Crediti: 6
Crediti: 12
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 6
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 6
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Altro

CHIMICA

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2019/2020
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2019/2020
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
6
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
48
Prerequisiti: 

Non viene richiesta alcuna conoscenza preventiva della chimica, sebbene possa risultare utile. Per quanto riguarda la matematica, è richiesta la conoscenza e la capacità di utilizzo dell’algebra della scuola superiore. Il corretto impiego di: regole per arrotondare le cifre significative durante i calcoli numerici, notazione scientifica, conversione tra le differenti unità di misura del sistema metrico internazionale (SI), equazioni algebriche, elevazione a potenza, calcolo dei logaritmi, frazioni e proporzioni, lettura e preparazione di grafici.

Moduli

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

La verifica del profitto è volta a valutare la preparazione raggiunta in termini di conoscenza teorica degli argomenti trattati durante le lezioni e di alcune loro applicazioni numeriche e simboliche. L’esame è di tipo scritto con una domanda aperta riguardante i principali argomenti svolti a lezione e da alcuni esercizi di tipo numerico e/o simbolico esemplificanti semplici, ma fondamentali, problemi chimici di base. Non sono previste prove parziali di esame. La votazione viene espressa in trentesimi e valutata in base alla completezza e qualità delle risposte fornite dallo studente. Se si è raggiunta la votazione minima di 18/30 nell’esame scritto, a richiesta dello/a studente/ssa è possibile sostenere un ulteriore esame orale inerente un colloquio sugli argomenti trattati durante le lezioni.

Durante l’esame scritto non sono ammessi testi di chimica per la consultazione. Per lo svolgimento dei calcoli è possibile utilizzare solo le calcolatrici elettroniche non dotate di display grafico e non programmabili. Le funzioni di calcolatrice disponibili su telefoni cellulari, laptop, iPad, tablet, iPhone, Blackberry e qualunque altra tipologia di dispositivo dotato di processori per il calcolo e/o collegabile alla rete non verranno ammessi.

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Il corso si propone di introdurre gli studenti ai fondamenti della chimica generale fornendo gli strumenti necessari per comprendere al livello introduttivo il calcolo stechiometrico, il legame chimico, la geometria molecolare e la reattività di base degli equilibri chimici.

Contenuti

Contenuti sintetici
I componenti della materia in chimica
Nozioni elementari di nomenclatura
Equazioni chimiche e calcolo stechiometrico
Cenni alla struttura dell’atomo
La Tavola Periodica degli elementi
Il legame chimico
Le forze intermolecolari
Le proprietà dei gas, liquidi e solidi
Le soluzioni
L’equilibrio chimico: equilibri acido-base, di solubilità, di ossido-riduzione
Elettrochimica: le pile voltaiche

Programma esteso

Miscele, elementi e composti. Definizione di mole. Unità di massa atomica e massa molare. Formula minima, bruta e molecolare. Formule e nomenclatura dei composti binari e semplici composti ternari. Stechiometria: relazioni ponderali nelle reazioni chimiche. Reagente limitante. Resa di una reazione.

Cenni alla struttura elettronica dell’atomo. Orbitali atomici per l’atomo di idrogeno. Atomi polielettronici. Proprietà atomiche con andamento periodico: dimensioni atomiche, energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività. La Tavola Periodica degli elementi. Legame chimico ionico e covalente.

Strutture di Lewis: regola dell’ottetto. Legami multipli e risonanza. Geometria molecolare (secondo il metodo

VSEPR) e polarità delle molecole. Teoria del legame di valenza: orbitali atomici ibridi.

Forze intermolecolari. Equazione di stato dei gas ideali. Miscele di gas e pressioni parziali. Cambiamenti di stato in sistemi mono-componente e diagrammi P-T. Il legame a idrogeno. Solidi ionici, molecolari, covalenti. Liquidi e solvatazione. Le soluzioni. Concentrazione espressa come: percentuale in massa, frazione molare, molarità, parti per milione.

Cinetica chimica: velocità di reazione, ordine di reazione. Teoria dello stato di transizione ed energia di attivazione.

Effetto della temperatura e dei catalizzatori.

Equilibrio chimico: la legge di azione di massa e la costante di equilibrio. Equilibri omogenei ed eterogenei.

Composizione di miscele di reazione all’equilibrio. Risposta dell’equilibrio chimico alle perturbazioni.

Acidi e basi secondo Brønsted-Lowry. L’acqua ne gli equilibri acido-base e le reazioni di scambio protonico. Definizione di pH. Forza di acidi e basi. Calcolo del pH di soluzioni di acidi e basi, deboli e forti. Le soluzioni tampone. Reazioni di neutralizzazione.

Equilibri di solubilità. Solubilità e saturazione. Prodotto di solubilità di sali poco solubili. Effetto dello ione comune e degli equilibri acido-base sulla solubilità. Le reazioni di precipitazione.

Stato di ossidazione e processi ossido-riduttivi. Ossidanti e riducenti. Le pile. Potenziali standard di riduzione ed equazione di Nernst.

Concetti e strumenti da assimilare:

1. Convertire le grandezze chimiche utilizzando anche l’analisi dimensionale

2. Utilizzare la definizione di mole per convertire tra loro masse, moli, numero di molecole o di atomi, volumi di gas ideali, densità e molarità delle soluzioni

3. Nominare i composti chimici secondo le principali regole

4. Scrivere correttamente e bilanciare le equazioni chimiche date le formule di reagenti e prodotti

5. Calcolare la resa teorica, effettiva e percentuale di una reazione; individuare e gestire il reagente limitante

6. Comprendere l’organizzazione della Tavola Periodica. Identificare gli elementi metalli, non-metalli, metalloidi e i gas nobili

7. Predire l’ordine di grandezza relativo (basso, medio, alto) dei valori delle proprietà periodiche (elettronegatività, affinità elettronica, energia di ionizzazione, raggi ionici e covalenti) in base alla posizione nella Tavola Periodica

8. Utilizzare la Tavola Periodica per prevedere la carica ionica o lo stato di ossidazione di un elemento in un composto; scrivere correttamente le formule chimiche utilizzando le cariche degli ioni o lo stato di ossidazione degli atomi

9. Disegnare le strutture di Lewis dei composti covalenti

10. Utilizzare il modello VSEPR e le strutture di Lewis per stimare gli angoli di legame intramolecolari, la geometria della molecola e lo schema di ibridizzazione degli orbitali atomici

11. Utilizzare la teoria del Legame di Valenza per descrivere il legame tra atomi nelle molecole e l’ibridizzazione degli orbitali atomici

12. Identificare le tipologie di forze intermolecolari e prevedere le proprietà di solidi e liquidi (ad es. viscosità, tensione superficiale, le proprietà di solventi e soluti)

13. Classificare i composti in base alla tipologia di legame chimico: composti molecolari, sali, acidi

Bibliografia consigliata

Testo consigliato senza obbligo di adozione:

Martin S. Silberberg e Patricia Amateis, Chimica - La natura molecolare della materia e delle sue trasformazioni, 4a edizione italiana McGraw Hill, 2019. Il testo contiene anche un consistente numero di esercizi e problemi utili all’apprendimento degli aspetti numerici e simbolici della chimica.

John C. Kotz, Paul M. Treichel, John R. Townsend, David A. Treichel Chemistry & Chemical Reactivity, Ninth Edition, Cengage Learning, ISBN-13: 978-1-133-94964-0, 2015

Sono disponibili slides (power point) sugli argomenti trattati a lezione nel sito e-learning del corso

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Le lezioni vengono impartite in lingua italiana con modalità classica (frontale) utilizzando la strumentazione multimediale disponibile in aula per la proiezione di equazioni, schemi, diagrammi, grafici, fotografie e filmati. Lo svolgimento di esercizi numerici si avvale della scrittura alla lavagna per una migliore interazione con gli studenti.