OBIETTIVI FORMATIVI

Il modulo di insegnamento si propone di far acquisire all'allievo Ingegnere la capacità di affrontare in maniera critica alcune problematiche di base. Il corso ha inoltre la finalità di costituire una base formativa in grado di permettere allo studente un'accurata scelta dei materiali accanto ad una valutazione del relativo impatto ambientale.

PREREQUISITI

nessuno

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso prevede lezioni frontali

PROGRAMMA/CONTENUTO

CHIMICA GENERALE

Struttura atomica: esperienze di Thomson, Millikam, Rutterford. Modello di Bohr, Quantizzazione dell’energia, Heisemberg, Spettro delle onde elettromagnetiche, Meccanica quantistica, De Broglie, Shrodinger, Numeri Quantici, Orbitali, energia degli orbitali, Aufbau, numeri e costanti dell’atomo (carica dell’elettrone, massa dell’elettrone e del protone,...), numero di carica Z, massa atomica A, isotopi, u.m.a. Tabella periodica degli elementi: criteri organizzativi (periodi, gruppi e loro nomi), blocchi s, d, p, f. raggi atomici, potenziali di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività, carica nucleare effettiva.

Legami chimici: generalità sui legami, curva di Condon-Morse, influenza della curva sulle proprietà delle molecole o del solido, legame ionico, legame covalente (puro, polare, dativo), legami ibridi, legame a ponti di idrogeno, interazioni deboli. Esercizi di aufbau di molecole covalenti, riconoscimento dei tipi legami e sui legami ibridi.

Solidi ionici, covalenti e molecolari: criteri generali organizzativi dei solidi cristallini (rapporto tra le dimensioni del raggio atomici nei solidi ionici, determinazione del grado di vuoto nelle strutture, sottoreticolo anionico e cationico, numero di coordinazione), sistemi capostipite (NaCl, CsCl, Li2O, ZnS, Na3N, Diamante, Grafite).

Legame metallico: caratteristiche peculiari dei metalli, teoria delle bande,
solidi metallici: sistemi di cristallizzazione dei metalli, cavità nei metalli, leghe metalliche, solidi policristallini, grano cristallino, bordo di grano, principali trattamenti che determinano le dimensioni dei grani cristallini.


Nomenclatura dei composti inorganici.

Reazioni chimiche: generalità, reazioni di scambio, di combustione.

Calcoli Stechiometrici: peso atomico, peso molecolare, u.m.a., moli, grammoatomo, calcoli quantitativi, resa-purezza
.

Leggi dei gas e miscele gassose: generalità, legge dei gas perfetti, pressioni parziali, legge dei gas reali, legge dei gas e reazioni chimiche
.

Le soluzioni: percentuale in peso in volume, molarità normalità, frazione molare, ppm, soluzioni elettrolitiche forti deboli, pH, idrolisi di sali.

Termodinamica e termochimica: I principio della TD, lavoro, capacità termica, entalpia e passaggi di stato, entalpia e reazioni chimiche, legge di Kircoff, II principio della TD, Entropia, energia libera, esercizi.


Equilibrio chimico: equilibri omogenei, costanti di equilibrio, le Chatelier, legge di Vant’Hoff.

Cinetica Chimica: velocità di reazione, complesso attivato, reazioni elementari, legge di Arrhenius, reazioni di primo e secondo ordine.


Elettrochimica: Eq. Di Nernst, potenziali elettrochimici, celle galvanich, elettrolizzatori, legge di faraday.

Cenni di chimica organica: nomenclatura, gruppi funzionali, polimeri.

Materiale didattico Chimica Generale:

Fondamenti di Chimica, P. Silvestroni, Ed. Masson.

Esercizi di chimica per ingegneria, M. Panizza, G. Cerisola, Ed ECIG,

Dispense di Chimica acquistabili presso la libreiria il Libraccio di Corso Marconi Genova

CHIMICA APPLICATA

Estrazione dei metalli: minerali, operazioni preliminari di estrazione, riduzione, TD della riduzione, diagramma di Hellingam, estrazione del ferro (Ghisa ed acciai), tipi di acciai, Estrazione dell’alluminio, raffinazione dell’alluminio, leghe dell’alluminio, Rame e sue leghe.

Equilibri eterogenei: legge di Gibbs, equilibri di fase ad un solo componente (acqua), a due componenti, pressione di vapore, legge di Raoul, deviazione dalla legge di Raoul, sistemi liquido-gas, solido-liquido, regola della leva, diagrammi binari e ternari.

Proprietà meccaniche dei metalli e loro relazione con la struttura atomica

Leghe ferrose e non ferrose.

Diagramma di stato ferro-carbonio.

Trattamenti termici degli acciai: curve TTT, CTT.

Designazione delle leghe metalliche: acciai, ghise, leghe di alluminio, leghe del rame.

Cenni sull’inquinamento: del suolo delle acque e dell’aria.

Generatori primari e secondari: pila di Volta, di Daniell, a concentrazione, al piombo, agli ioni litio, alcaline, a metalli idruri, a combustibile, esecizii.

Antimetallurgia: fondamenti di corrosione elettrochimica, morfologie e tipi di fenomeni corrosivi, materiali passivabili metodi di protezione attraverso rivestimenti organici, protezione catodica, esercizi.

Tecniche di ispezione in cantiere: verifiche ispettive sul campo dei processi e sistemi adottati per la protezione dalla corrosione.

Materiale didattico Chimica Applicata:

Scienza ed Ingegneria dei Materiali, W.D. Callister, D. G Rethwish (quarta edizione - EdiSES)

Dispense su aulaweb

Leno Matteoli “Il diagramma ferro-carbonio e le curve TTT” Associazione Italiana di Metallurgia editore (acquistabile attraverso il sito della associazione italiana di metallurgia al costo di 21 euro, contattare la segreteria dell’associazione per la spedizione)

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Materiale didattico Chimica Generale:

Fondamenti di Chimica, P. Silvestroni, Ed. Masson.

Esercizi di chimica per ingegneria, M. Panizza, G. Cerisola, Ed ECIG,

Dispense di Chimica acquistabili presso la libreiria il Libraccio di Corso Marconi Genova

Materiale didattico Chimica Applicata:

Scienza ed Ingegneria dei MAterialiW.D. Callister, D. G Rethwish (quarta edizione - EdiSES)

Dispense su aulaweb

Leno Matteoli “Il diagramma ferro-carbonio e le curve TTT” Associazione Italiana di Metallurgia editore (acquistabile attraverso il sito della associazione italiana di metallurgia al costo di 21 euro, contattare la segreteria dell’associazione per la spedizione)