Il corso intende fornire le conoscenza di base che permettono di comprendere i più importanti fenomeni interfacciali ed il comportamento dei sistemi colloidali, attraverso una esposizione semplificata delle teorie accreditate, un primo approccio alle tecniche strumentali di indagine e una descrizione elementare di alcune applicazioni industriali.
Gli obiettivi formativi sono stati espressamente predisposti a servizio del curriculum "Tecnologie Chimiche" del corso di laurea triennale "Chimica e Tecnologie Chimiche". Pertanto, pur essendo la materia di natura prettamente interdisciplinare, l'attenzione è principalmente focalizzata sugli aspetti, sia teorici che applicativi, più attinenti all'ambito chimico.
È necessario possedere le conoscenze di base fornite nei corsi Istituzioni di matematiche e Fisica generale con laboratorio.
Lezioni teoriche. La modalità può essere in presenza o a distanza, tramite apposita piattaforma software. La frequenza al corso è fortemente consigliata.
Generalità sui sistemi colloidali: definizione, classificazione, ruolo della superficie interfacciale, energia libera superficiale.
Interazioni intermolecolari (in particolare interazioni di Coulomb, di Keesom, di Debye e di London) e loro correlazioni con le proprietà elettriche delle molecole (cariche, momenti, polarizzabilità)
Interazioni interparticellari: - interazioni attrattive di Van der Waals: teorie microscopiche (Hamaker) e macroscopiche (Lifshitz) - interazioni elettrostatiche: meccanismi attraverso cui la superficie delle particelle può essere caricata; fenomeni elettrocinetici; teorie del doppio strato elettrico (EDL): Helmholtz-Perrin, Gouy-Chapman, Stern; profilo del potenziale elettrico all’interno dell’EDL, profili delle concentrazioni ioniche, fattori che controllano lo spessore dell’EDL, concentrazione critica di coagulazione - interazioni steriche (sistemi colloidali stabilizzati tramite adsorbimento di polimeri) Energia libera di interazione totale e stabilità dei sistemi colloidali; destabilizzazione di una dispersione colloidale; coagulazione; flocculazione reversibile Esempio applicativo: pitture e vernici. Solventi, sostanze filmogene (in particolare lattici per idropitture), pigmenti; proprietà cinetiche: sedimentazione, moti Browniani, distribuzione di Perrin; proprietà reologiche: fluidi Newtoniani, fluidi non-Newtoniani, equazione di Einstein, effetti elettroviscosi, comportamenti reologici non ideali (Bingham, shear thickening, shear thinning; tixotropia), modificatori reologici Fenomeni interfacciali: - tensione superficiale, equazione di Laplace, fenomeni capillari - tensione interfacciale, spreading e non-spreading, angolo di contatto, equazione di Young, equazioni di Wenzel e di Cassie-Baxter - agenti superficiali, numero HLB, detergenti, emulsionanti - interfasi, adsorbimento, equazione di Gibbs - film monomolecolari (condensati, espansi, gassosi)
Il materiale di studio è fornito dal docente tramite le lezioni orali e tramite supporti caricati su aula web. Poiché non sono reperibili testi di riferimento elementari che riproducano fedelmente i contenuti del corso, la frequenza alle lezioni, benché non obbligatoria, è fortemente consigliata in quanto facilita notevolmente la comprensione degli argomenti in programma e la successiva preparazione dell'esame.
Per consultazione:
J.N. Israelachvili: Intermolecular and Surface Forces, Academic Press
A.W. Adamson and A.P. Gast: Physical Chemistry of Surfaces, Wiley
H.J. Butt, K. Graf, M Kappl: Physics and Chemistry of Interfaces, Wiley
Ricevimento: Orario di ricevimento studenti: tutti i giorni su appuntamento via email (camilla.costa@unige.it)
CAMILLA COSTA (Presidente)
ANTONIO COMITE
ALBERTO SERVIDA (Presidente Supplente)
ANDREA REVERBERI (Supplente)
Dal 28 settembre 2020 (secondo l'orario riportato su http://www.chimica.unige.it/didattica/orari_CTC e/o https://corsi.unige.it/8757)
L’esame consiste in un colloquio orale, in presenza o a distanza tramite la piattaforma Microsoft Teams.
L'esame orale è sempre condotto da due docenti di ruolo (o in casi limitati da un docente di ruolo e da un assegnista con almeno 5 anni di esperienza di ricerca post-laurea) ed ha una durata di circa 1 ora.
Lo scopo del colloquio è quello di valutare se lo studente ha acquisito i principali concetti associati alle tematiche affrontate durante lo svolgimento del corso, se possiede la capacità di usarli in modo critico e se è in grado di applicarli a semplici situazioni reali.
Con queste modalità la commissione è in grado di verificare con sufficiente accuratezza il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento.
Nel caso la commissione ritenga che tali obiettivi non siano stati raggiunti, lo studente verrà invitato a ritirarsi. Una volta proposto il voto, l'accettazione (o la richiesta di rifiuto) dovrà avvenire entro 1 giorno. Qualora lo studente rifiuti il voto, dovrà ripetere l'esame in un appello successivo.
