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CHIMICA FISICA 2 CON LABORATORIO

CODICE 65156
ANNO ACCADEMICO 2021/2022
CFU
  • 8 cfu al 2° anno di 8757 CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE (L-27) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE CHIM/02
    LINGUA Italiano
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 2° Semestre
    PROPEDEUTICITA
    Propedeuticità in ingresso
    Per sostenere l’esame di questo insegnamento è necessario aver sostenuto i seguenti esami:
    • CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE 8757 (coorte 2020/2021)
    • ISTITUZIONI DI MATEMATICHE 72564
    Propedeuticità in uscita
    Questo insegnamento è propedeutico per gli insegnamenti:
    • CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE 8757 (coorte 2020/2021)
    • CHIMICA FISICA DELLO STATO SOLIDO 61420
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    L'insegnamento si prefigge lo scopo di presentare allo studente gli aspetti fondamentali dell’elettrochimica, della cinetica e della catalisi. Verranno fornite le principali informazioni per la conoscenza e la comprensione dell’elettrochimica applicata (batterie primarie e secondarie, celle a combustibile), della cinetica (reazioni in fase gas e in soluzione) e della catalisi (catalisi omogenea, catalisi eterogenea con Isoterma di Langmuir, catalisi enzimatica e meccanismo di Michaelis-Menten).

     

    PREREQUISITI

    Risultano indispensabili le conoscenze acquisite per i corsi di

    Istituzioni di Matematiche

    Fisica Generale con laboratorio

    Chimica Generale ed inorganica

    MODALITA' DIDATTICHE

    Lezioni frontali (40 ore) con esercitazioni in aula (24 ore).  N°5 esperienze di laboratorio sia di elettrochimica sia di cinetica.

    PROGRAMMA/CONTENUTO

     

    Elettrochimica

    • I principi: conducibilità elettrica in soluzione, mobilità e numeri di trasporto. Attività e coefficienti di attività. Il potenziale elettrochimico e l’equazione di Nerst. Potenziali elettrodici standard.
    • Tipi di elettrodi. Celle galvaniche: celle chimiche e celle a concentrazione. Alcune applicazioni della misura della forza elettromotrice.
    • Elettrochimica applicata: pile primarie (Leclanchè, Mallory, Zn-Ag, Zn-aria, litio,), pile secondarie (Pb-acido, Ni-Cd, NiMH, Li ion, Li-S e Na-S). Effetto memoria e processi di carica.  Pile a combustibile: i principi, l’efficienza termodinamica, perdite reali, struttura di una pila a combustibile. Descrizione delle diverse pile a combustibile.

    Cinetica

    • Reazioni di ordine semplice e analisi cinetica dei dati sperimentali. Fattori che influenzano la velocità di reazione: la temperatura e l’equazione di Arrhenius.
    • Teorie delle reazioni chimiche (teoria delle collisioni e teoria dello stato di transizione). Superfici a energia equipotenziale. Meccanismi di reazione in soluzione in fase gas (ipotesi dello stato stazionario e Rate Determining Step) con esempi (decomposizione dell’ozono, formazione acido bromidrico, reazione esplosiva ossigeno-idrogeno. Meccanismi di reazione in soluzione (il concetto di diffusione, la pressione interna, reazioni tra ioni, costante dielettrica e forza ionica)

    Catalisi

    • Catalisi omogenea (acido-base e trasferimento protonico).  Reazioni su superficie solida (adsorbimento fisico e adsorbimento chimico). Isoterma di Langmuir: adsorbimento semplice, adsorbimento con dissociazione, adsorbimento competitivo. Reazioni monomolecolari e bimolecolari. Catalisi enzimatica: meccanismo di Michaelis-Menten, inibizione dell’enzima, effetto del pH.

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    P. W. Atkins, J. De Paula, Chimica Fisica, Zanichelli, Bologna, 2004.

    K.J.Laidler Chemical Kinetics Harper Collins 1987 

    Consultazione

    V.S.Bagotsky  Fundamentals of Electrochemistry  Wiley Interscience  2006

     

    DOCENTI E COMMISSIONI

    Commissione d'esame

    FABIO MICHELE CANEPA (Presidente)

    CRISTINA ARTINI

    DAVIDE PEDDIS (Presidente Supplente)

    MASSIMO OTTONELLI (Supplente)

    LEZIONI

    INIZIO LEZIONI

    Dal 28 Febbraio 2022 (secondo  l'orario riportato su  http://www.chimica.unige.it/didattica/orari_CTC  e/o   https://corsi.unige.it/8757 )

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    Un esame scritto formato da 4 problemi dei diversi argomenti.  

    Esame orale sia teorico sia di risoluzione di problemi alla lavagna. La valutazione finale comprenderà il voto dell'esame scritto, la valutazione del laboratorio e la valutazione dell'orale.

    Durante l'anno ci sarà un primo compito scritto che riguarderà la prima parte del corso (elettrochimica) e un secondo compito scritto a fine anno riguarderà la seconda parte del corso (cinetica e catalisi).  Per gli studenti che supereranno i due scritti con votazione non inferiore a 24/30 e avranno valutazione positiva del laboratorio, l'esame sarà considerato superato con la votazione acquisita. Sarà scelta dello studente richiedere di sostenere l'esame orale.

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    L’esame scritto deve poter valutare se lo studente ha acquisito i principali concetti dell’elettrochimica, della cinetica e della catalisi e se è in grado di poterli applicare a casi concreti.

    L'esame orale è condotto da due docenti di ruolo e ha una durata minima di 45 minuti. Viene valutata sia la capacità di ragionamento dello studente sia la sua abilità nella risoluzione di piccoli problemi.  

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note
    07/01/2022 09:00 GENOVA Scritto
    12/01/2022 09:00 GENOVA Orale
    28/01/2022 15:00 GENOVA Scritto + Orale
    31/01/2022 09:00 GENOVA Scritto
    11/02/2022 09:00 GENOVA Orale
    18/02/2022 15:00 GENOVA Scritto + Orale
    24/02/2022 09:00 GENOVA Orale
    29/03/2022 09:00 GENOVA Orale PROVA RISERVATA A STUDENTI FUORI CORSO O CHE NON DEVONO SEGUIRE CORSI NEL SECONDO SEMESTRE
    14/06/2022 09:00 GENOVA Scritto
    17/06/2022 15:00 GENOVA Scritto + Orale
    21/06/2022 09:00 GENOVA Orale
    28/06/2022 09:00 GENOVA Scritto
    08/07/2022 15:00 GENOVA Scritto + Orale
    12/07/2022 09:00 GENOVA Orale
    19/07/2022 09:00 GENOVA Scritto
    25/07/2022 09:00 GENOVA Orale
    31/08/2022 09:00 GENOVA Scritto
    02/09/2022 15:00 GENOVA Scritto + Orale
    06/09/2022 09:00 GENOVA Orale
    13/09/2022 09:00 GENOVA Scritto
    15/09/2022 09:00 GENOVA Orale
    16/09/2022 15:00 GENOVA Scritto + Orale