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;

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

descrivere esempi di diagrammi di fase;

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 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). Reazioni di scambio e ossidoriduzioni. Stechiometria: composizione, reazioni chimiche e calcoli quantitativi.
Struttura atomica della materia: Modelli atomici, numeri quantici, orbitali, modelli atomici, struttura elettronica.
Classificazione periodica degli elementi e proprietà. Cenni su energia nucleare e radioattività.
Legami chimici (legame covalente, ionico, metallico, forze intermolecolari).
Introduzione alla chimica organica (ibridizzazione del carbonio, alcani, alcheni e alchini, gruppi funzionali, polimeri).
I gas (leggi dei gas, gas ideali e reali), il volume dei gas nelle reazioni chimiche.
I solidi cristallini (molecolari, metallici, ionici e covalenti). Proprietà.
Trasformazioni della materia: Termodinamica chimica (Principi della Termodinamica, Entalpia, Entropia, Energia libera), Equilibri chimici (costante di equilibrio, energia libera ed equilibrio), 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. Equilibri fisici (diagrammi di stato a uno e due componenti). Cinetica chimica (Ordine di reazione, legge di Arrhenius). 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.