OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si propone di fornire agli studenti gli insegnamenti di base della Chimica Generale e Inorganica, con particolare attenzione a linguaggio e metodologia della chimica, e munendoli degli strumenti necessari per una migliore comprensione degli aspetti chimici nei successivi insegnamenti presenti nell’ordinamento del Corso di Laurea.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La chimica studia la struttura della materia, le sue proprietà e le relative trasformazioni. Con queste premesse, si spiegano in dettaglio la teoria atomica e le configurazioni elettroniche. Una volta consolidate queste basi, si può affrontare la teoria del legame, per passare agli stati di aggregazione e ai passaggi di stato, in stretta relazione con le forze intermolecolari.

Parallelamente si studiano i vari tipi di reazioni chimiche, e ciò che ne governa direzione e velocità.

Agli argomenti trattati si affiancano esercitazioni numeriche, e, alla fine del corso, esercitazioni di laboratorio, in modo da collegare  alla teoria sia la sua applicazione pratica, che la manipolazione dei dati numerici.

PREREQUISITI

Per potere seguire fruttuosamente il corso, occorrono buone basi di chimica e una certa familiarità coi calcoli stechiometrici, per impostare e risolvere correttamente gli esercizi di stechiometria, e un minimo di familiarità con le operazioni che si svolgono in un  laboratorio chimico dodattico.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso si eroga tramite lezioni frontali ed esercitazioni numeriche. Si svolgono inoltre diverse esercitazioni di laboratorio con frequenza obbligatoria. Il materiale didattico utilizzato è in massima parte riportato nel sito di Aulaweb.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Parte introduttiva. Sistemi omogenei ed eterogenei, individui chimici e soluzioni. Atomi e molecole. Reticoli. Numero atomico, massa atomica e molecolare. Formula empirica e molecolare. Stechiometria delle formule e delle reazioni. Numero di ossidazione.

Sistematica chimica inorganica. Classificazioni delle reazioni e relativo bilancio.

Struttura atomica. Orbitali atomici e loro rappresentazione. Regole per l’aufbau. Configurazione elettronica degli elementi. Proprietà periodiche.

Legame chimico. Legame ionico e legame covalente. Regola dell’ottetto e suo campo di validità. Teoria del legame di valenza. Orbitali ibridi. Teoria VSEPR. Forze intermolecolari.

Equilibrio chimico. Costante di equilibrio. Fattori che influenzano un equilibrio chimico. Equilibri ionici in soluzione acquosa. Soluzioni molecolari e ioniche. Modi di esprimere le concentrazioni.

Prodotto ionico dell’acqua. Acidità, basicità e relative costanti. pH e pOH. Acidi e basi secondo Arrhenius, Brőnsted e Lewis. Calcolo del pH per acidi e basi, forti e deboli. Idrolisi. soluzioni tampone. Indicatori. Titolazioni acido-base.

Equilibri eterogenei in soluzione acquosa: solubilità e prodotto di solubilità.

Stati di aggregazione. Leggi dei gas. Tensione di vapore. Passaggi di stato e diagrammi di stato.

Soluzioni. Legge di Raoult e relative deviazioni. Crioscopia, ebullioscopia e pressione osmotica. Proprietà colligative e  deviazioni da parte di elettroliti.

Elettrochimica. Pile. Anodo e catodo. Elettrodi. Formula di Nernst. FEM di una pila. Pile di concentrazione. pHmetro. Elettrolisi. Elettroliti, processi agli elettrodi. Leggi di Faraday.

Cinetica chimica. Velocità di reazione e fattori che la influenzano. Meccanismi di reazione. Teorie delle collisioni e del complesso attivato. Catalizzatori.

Esercitazioni di laboratorio: attrezzature e tecniche generali. Reazioni chimiche in soluzione acquosa. Saggi di riconoscimento per via secca e umida. Analisi qualitativa,

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Testi di riferimento:

Non si adotta un testo specifico, ma il materiale usato per le lezioni è in massima parte riportato su Aulaweb.

I testi consigliati per la consultazione sono i seguenti, in parte reperibili presso la biblioteca del DCCi:

• R. Chang, K. Goldsby,  Fondamenti di Chimica Generale- McGraw-Hill – 2014
• R. C. Bauer, J.P. Birk, P.S. Marks. Introduzione alla chimica, un approccio concettuale, II ed., Piccin, Padova, 2011
• Nivaldo J. Tro, Chimica, un approccio molecolare, EdiSES, Napoli, 2017
• Nivaldo J. Tro, Introduzione alla chimica, Pearson,  2013
• P. Giannoccaro – S. Doronzo - Elementi di Stechiometria - EdiSES 2009