PRESENTAZIONE

L'insegnamento propone lo studio dei principi fondamentali della Chimica, con particolare attenzione ad aspetti applicativi e tecnologici, ed è organizzato secondo un percorso che parte dal modello dell'atomo, per poi descrivere le combinazioni di atomi tramite legami in strutture più complesse, i diversi stati della materia, le reazioni e le proprietà. I concetti di termodinamica, equilibrio e cinetica permetteranno di valutare le trasformazioni della materia e le basi dei processi chimici.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si propone di fornire una cultura chimica di base indispensabile per descrivere la struttura e il comportamento dei materiali e affrontare l’interpretazione dei processi naturali, ambientali e tecnologici

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L'insegnamento si propone di far acquisire allo studente le capacità di comprendere ed affrontare in maniera critica problematiche di base legate alla descrizione e proprietà di materiali e alle relative applicazioni tecnologiche, in relazione alla struttura atomica, al tipo di legami chimici, all'effetto termico, spontaneità e velocità dei processi chimici, agli equilibri chimici e fisici.

Al termine dell'insegnamento lo studente dovrebbe essere in grado di:

descrivere e esemplificare strutture di atomi, composti, materiali;

interpretare le principali proprietà ad esse correlate in ambiti di applicazioni tecnologiche e processi naturali;

descrivere esempi di diagrammi di fase;

analizzare e risolvere problemi riguardanti reazioni, stechiometria, termodinamica di base, elettrochimica, cinetica chimica e composizioni all'equilibrio di miscele di reazione;

valutare il comportamento di soluti in soluzioni acquose;

ipotizzare, attraverso i concetti appresi, il comportamento di un sistema a seguito di reazioni chimiche e variazioni di parametri operativi.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali con svolgimento guidato di esercizi e discussione di esempi applicativi specifici in aula.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Fondamenti: Nomenclatura inorganica (Ossidi, anidridi, idrossidi, acidi, sali, sali acidi). Stechiometria delle reazioni (reazioni di scambio e ossidoriduzioni). Calcoli stechiometrici (composizione percentuale, frazioni molari, Molarità, Normalità, reazioni chimiche e calcoli quantitativi),
Struttura atomica della materia: Modelli atomici, numeri quantici, orbitali, Principio di Indeterminazione di Heisenberg, Principio di Esclusione di Pauli, struttura elettronica.
Classificazione periodica degli elementi e proprietà. Cenni su energia nucleare e radioattività (Emissioni radioattive, tempo di dimezzamento)
Legami chimici (legame covalente, ionico, metallico, a idrogeno, legami deboli).
Introduzione alla chimica organica (ibridizzazione del carbonio, alcani, alcheni e alchini, gruppi funzionali, polimeri).
I gas (legge di Boyle, di Charles, di Gay Lussac, di Avogadro, Equazione di stato dei gas perfetti e reali, pressioni parziali), il volume dei gas nelle reazioni chimiche.
I solidi cristallini (molecolari, metallici, ionici e covalenti). Proprietà.
Trasformazioni della materia: Termodinamica chimica (Principi della Termodinamica, calori di reazione, Entalpia, Entropia, Energia libera), Equilibri chimici (costante di equilibrio, energia libera ed equilibrio), Equilibri eterogenei (diagrammi di stato a uno e due componenti, regola delle fasi), Cinetica chimica (Ordine di reazione, legge di Arrhenius). Equilibri in soluzione: pH e soluzioni acquose (definizioni di acido e base, calcolo del pH acidi e basi forti, deboli, idrolisi di sali, sistemi tampone), proprietà colligative, prodotto di solubilità. Elettrochimica (Pile, elettrolisi).

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Appunti dell'insegnamento, note e slides disponibili su aulaweb.

Testi di consultazione, a scelta tra i seguenti: P.Zanello, R.Gobetto, R.Zanoni, Conoscere la chimica. Fondamenti di chimica generale e inorganica con elementi di chimica organica, CEA ed.; M.S.Silberberg, Chimica, McGraw Hill ed.; P.Atkins, L.Jones, Fondamenti di chimica generale, Zanichelli ed.;  I.Bertini, C.Luchinat, F.Mani, Chimica, materia, tecnologia, ambiente, CEA ed.; R.H.Petrucci, W.S.Hartwood, F.G.Herring, Chimica generale, principi e moderne applicazioni, Piccin ed.

Esercizi: M. Panizza, G.Cerisola, Esercizi di chimica generale per Ingegneria, ECIG ed.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ELISABETTA FINOCCHIO (Presidente)

GIACOMO CERISOLA

MARINA DELUCCHI

MARCO PANIZZA

GIANGUIDO RAMIS

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

primo semestre, come da calendario della Scuola Politecnica

Orari delle lezioni

CHIMICA

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Prova scritta con esercizi di nomenclatura, reazioni, problemi numerici e domande aperte, valutate in base alla correttezza e completezza della risposta. La prova scritta può essere ripetuta e vale il voto dell'ultimo scritto consegnato. Prova orale facoltativa: lo studente che abbia superato la prova scritta con votazione maggiore o uguale a 18 trentesimi può decidere se accettare il voto della prova scritta o sostenere anche un esame orale nei giorni stabiliti. In quest'ultimo caso il voto finale risulta dalla media aritmetica dei voti della prova scritta e della prova orale.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame scritto valuterà la capacità dello studente di descrivere ed esemplificare concetti fondamentali della chimica di base riportati nel programma dettagliato (domande aperte), di comprendere e risolvere problemi quantitativi riguardanti stechiometria, termodinamica, cinetica, equilibri di reazioni e processi chimici (esercizi numerici e di nomenclatura), di interpretare diagrammi e valutare e confrontare strutture e proprietà di atomi, composti e materiali proposti come esempi (domade aperte). I parametri di valutazione saranno la correttezza dei risultati numerici, la completezza e qualità dell'esposizione, l' utilizzo adeguato del lessico specialistico.

Calendario appelli