CODICE 57022 ANNO ACCADEMICO 2016/2017 CFU 11 cfu anno 2 CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE 8757 (L-27) - 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: CHIMICA FISICA 1 CHIMICA FISICA 1 E LABORATORIO 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 MARIA CARNASCIALI Ricevimento: Durante lo svolgimento dell'insegnamento, il ricevimento si svolgerà il Venerdì dalle11 alle 13. A corso terminato, sarà possibile concordare un appuntamento in qualunque giorno della settimana. 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 Orari delle lezioni CHIMICA FISICA 1 CON LABORATORIO 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 Data appello Orario Luogo Tipologia Note Insegnamento 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.
