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CODICE 57022
ANNO ACCADEMICO 2016/2017
CFU
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE CHIM/02
LINGUA Italiano
SEDE
PROPEDEUTICITA
Propedeuticità in uscita
Questo insegnamento è propedeutico per gli insegnamenti:
  • CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE 8757 (coorte 2015/2016)
  • PRINCIPI DI CHIMICA INDUSTRIALE 57046
  • CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE 8757 (coorte 2015/2016)
  • CHIMICA FISICA 2 65156
  • CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE 8757 (coorte 2015/2016)
  • CHIMICA FISICA 3 CON LABORATORIO 80277
  • CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE 8757 (coorte 2015/2016)
  • CHIMICA FISICA DELLO STATO SOLIDO 61420
MODULI Questo insegnamento è composto da:

PRESENTAZIONE

L'insegnamento di Chimica Fisica 1 con Laboratorio è formato da due moduli, Chimica Fisica 1 (Modulo teorico: 6 CFU: 48 ore di lezione) e Chimica Fisica 1 con Laboratorio (Modulo pratico: 5 CFU: 16 ore di lezione e 39 ore di laboratorio).

In questa sezione verrà riportato quanto concerne ad entrambi i moduli, mentre nelle schede dedicate a ciascun modulo, verranno riportate solo le informazioni specifiche.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Al termine del corso lo studente:

1. dovrà aver acquisito una conoscenza critica dei principi e delle applicazioni della Termodinamica chimica classica, allo scopo di giustificare ed interpretare la struttura della materia e i mutamenti che essa subisce;

2. dovrà avere una conoscenza generale sulle relazioni tra le proprietà chimiche e fisiche relative all’equilibrio termodinamico;

3. dovrà aver sviluppato una capacità di applicazione dei principi termodinamici e di determinazione di grandezze termodinamiche mediante esperimenti di laboratorio.

MODALITA' DIDATTICHE

Tradizionale, con slide e dispense, integrata da modalità di didattica partecipativa quali: cooperative learning,  peerevaluation, domande stimolo, mappe concettuali, videoclip, microteaching, etc.

 

PROGRAMMA/CONTENUTO

Contenuto del corso

Modulo teorico

Generalità e nomenclatura termodinamica 

Le proprietà dei gas

Primo principio della termodinamica e sue applicazioni

Le funzioni di stato e di percorso U e H

Capacità termiche

Esperienze di Joule e di Joule-Thomson

Le applicazioni alle reazioni chimiche

Convenzione termodinamica

Secondo principio della termodinamica e sue applicazioni

Entropia. Le funzioni di stato energia libera ed entalpia libera

I potenziali termodinamici e le loro proprietà

I potenziali chimici e le loro proprietà

Le trasformazioni di fase

I diagrammi di equilibrio

L’equilibrio chimico

Studio degli equilibri tramite i potenziali termodinamici

Le costanti di equilibrio e le loro proprietà

Le relazioni di Van’t Hoff

Principio di Le Châtelier-Braun

La regola delle fasi secondo Gibbs

Terzo principio della termodinamica

Le soluzioni ideali e loro deviazioni.

Le relazioni di Van’t Hoff

Modulo pratico

Lezioni

Gli argomenti trattati sono semplici applicazioni di quanto esposto nel modulo teorico.

In particolare, verranno eseguiti:
Esercizi di ripasso sulle proprietà dei gas perfetti e reali.
Applicazioni del 1° principio della termodinamica: esempi di calcolo dell'entalpia; legge di Hess; equazione di Kirchhoff; regola di Trouton; equazione di Clasius-Clapeyron; ciclo di Born-Haber. Applicazioni del 2° principio della termodinamica: calcolo della variazione di entropia di una reazione in diverse condizioni termodinamiche; entropia di miscela; valutazione della spontaneità di una reazione; calcolo dell'energia libera di Gibbs per trasformazioni in diverse condizioni termodinamiche: uso dei potenziali termodinamici. Semplici applicazioni del 3° principio della termodinamica. Applicazione della regola delle fasi allo studio dei diagrammi di stato ad un solo componente. Esercizi sui processi di equilibrio nelle reazioni chimiche omogenee con applicazione dell'equazione di Vant'Hoff. Esempi dell'influenza della temperatura e della pressione sugli equilibri chimici.
Semplici applicazioni del 3° principio della termodinamica.
Applicazione della regola delle fasi allo studio dei diagrammi di stato ad un solo componente. 
Esercizi sui processi di equilibrio nelle reazioni chimiche omogenee con applicazione dell'equazione di Vant'Hoff.
Esempi dell'influenza della temperatura e della pressione sugli equilibri chimici.

Esercitazioni di Laboratorio
Gli studenti, suddivisi in gruppi, dovranno effettuare le seguenti esperienze di termodinamica:

1. Metodi di misura della temperatura e della pressione.

2. Determinazione del calore di formazione del naftalene

3. Determinazione del calore di vaporizzazione dell'alcool etilico

4. Capacità termica

5. Esperienza multipla

Al termine, ciascun gruppo approfondirà un argomento a scelta, tra quelli trattati durante il corso, che presenterà sotto forma di breve seminario.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Chimica Fisica - Peter W. Atkins e Julio De Paula - Zanichelli Ed.

La Chimica Fisica Attraverso Esercizi- Sante Capasso-Longhia Ed.

Esercizi di Chimica Fisica- Alberto Gambi - Zanichelli Ed.

Problemi di termodinamica con risoluzione - M.G. Bettoli e M. Mastragostino- Corso Editore, Bologna

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARIA CARNASCIALI (Presidente)

CRISTINA ARTINI

FABIO MICHELE CANEPA

PIETRO MANFRINETTI

MARCELLA PANI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Le informazioni riguardo l'inizio delle lezioni e l'orario si trovano sul sito http://www.ctc.unige.it

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

SCRITTO

Sono previsti due compitini che lo studente potrà affrontare durante il corso in sostituzione dello scritto finale. I compitini, uno a metà e uno alla fine del corso, della durata di 3 ore e mezzo ciascuno, comprenderanno esercizi di difficoltà differente a cui verranno assegnati punteggi riferiti alla difficoltà.

Gli esami scritti degli appelli tradizionali mantengono la stessa struttura, ma verteranno sugli argomenti di tutto il programma svolto.

ORALE

L'esame orale farà riferimento sia alla parte di teoria, sia alla parte di laboratorio.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La valutazione certificativa si baserà sulla elaborazione di relazioni di gruppo relative alle esperienze di laboratorio e sull'approfondimento e la presentazione di un argomento a piacere, sempre come lavoro di gruppo.

 Inoltre, vi sarà l'esame scritto e orale, durante il quale la commissione valuterà il grado di conoscenza e di competenza raggiunti individualmente dallo studente.

La valutazione formativa, invece, terrà conto dei risultati ottenuti durante le esercitazioni di gruppo, sia in laboratorio, sia in aula, della partecipazione diretta alle attività svolte, sia in aula, sia a casa e dello sviluppo delle capacità relazionali all'interno del gruppo e dell'aula.

Tutti questi elementi parteciperanno alla valutazione finale.

Calendario appelli

Dati Ora Luogo Tipologia Note
16/06/2017 14:00 GENOVA Scritto
23/06/2017 10:00 GENOVA Orale
04/07/2017 14:00 GENOVA Scritto
10/07/2017 10:00 GENOVA Orale
18/07/2017 14:00 GENOVA Scritto
24/07/2017 10:00 GENOVA Orale
18/09/2017 14:00 GENOVA Scritto
22/09/2017 10:00 GENOVA Orale
16/06/2017 14:00 GENOVA Scritto
23/06/2017 10:00 GENOVA Orale
04/07/2017 14:00 GENOVA Scritto
10/07/2017 10:00 GENOVA Orale
18/07/2017 14:00 GENOVA Scritto
24/07/2017 10:00 GENOVA Orale
18/09/2017 14:00 GENOVA Scritto
22/09/2017 10:00 GENOVA Orale

ALTRE INFORMAZIONI

Per raggiungere gli obiettivi formativi è necessario che lo studente abbia dimestichezza nel calcolo di derivate, integrali e logaritmi, nonché delle nozioni apprese dall'insegnamento di Chimica Generale ed inorganica del 1° anno del corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche.