PRESENTAZIONE

L'insegnamento di Chimica Fisica 2 con Laboratorio, focalizzato sulla studio della ciniteca chimica e dell’ elettrochimica, consente allo studente di completare le conoscenze chimico fisiche di base necessarie allo studio e alla modellizzazione di sistemi chimici complessi.

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).

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento si prefigge lo scopo di presentare allo studente concetti teorico-pratici della cinetica chimica, della catalisi, dell’elettrochimica e dell’elettrocinetica. Verranno fornite le principali informazioni per la conoscenza e la comprensione dell’elettrochimica applicata, della cinetica in fase gas /soluzione, della catalisi omogenea, eterogenea ed enzimatica. Al termine dell'insegnamento si prevede che lo studente abbia acquisito concetti teorici tali da consentire una buona familiarità con le derivazioni analitico matematiche necessarie alla  comprensione agli elementi fondamentali di cinetica ed elettrochimica. Lo studente dovrà altresi aver acquisito capacità sperimentali e conoscenze teorico-pratiche tali da condurre in autonomia esperimenti necessari allo studio di fenomeni chimico fisici in funzione del tempo.

PREREQUISITI

Risultano indispensabili le conoscenze acquisite negli insegnamenti di Istituzioni di Matematica,  Chimica Fisica 1;  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

CINETICA CHIMICA E CATALISI

-)Concetti di velocità e ordine di reazione. Molecolarità e maccanismo delle reazioni. Reazioni in serie. Reazioni in parallelo. Reazioni reversibili. Analisi cinetica dei dati sperimentali. Dipendenza della velocità di reazione dalla temperatura (equazione di Arrhenius). Teoria delle reazioni chimiche (teoria delle collisioni e teoria dello stato di transizione). Cinetica Delle Reazioni Complesse. Catalisi e catalizzatori. Catalisi omogenea ed eterogenea. Isoterma di Langmuir: adsorbimento semplice. Catalisi enzimatica.

ELETTROCHIMICA

Principi di elettrochimica:conduzione elettrica in soluzione, mobilità e numeri di trasporto. Attività e coefficienti di attività. Il potenziale elettrochimico e l’equazione di Nerst. Potenziali elettrodici standard. Il potenziale elettrochimico e le celle ; 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.

 LABORATORIO

Almeno 4 esperienze pratiche basate sugli argomenti teorici trattati durante l'insegnamento

Il programma dettagliato verrà discusso con gli studenti durante l'insegnamento.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

P.Atkins - J de Paola Chimica Fisica- 2012 (quinta edizione) Zanichelli Bologna

Laidler -Meiser Chimica Fisica 1999 Editoriale Grasso Bologna

E.L.Cussler Diffusion 1997 Cambridge University Press -USA

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

DAVIDE PEDDIS (Presidente)

SAWSSEN SLIMANI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Il calendario delle lezioni è pubblicato al link: https://chimica.unige.it/didattica/orari_CTC

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

La prova d’esame consiste in

a) Un esame scritto formato da 4 problemi riguardanti gli argomenti trattati durante l'insegnamento

b) Esame orale verterà sia su aspetti teorici dell'insegnamento sia sulla risoluzione di esercizi. Lo studente deve dimostrare di aver compreso i fondamenti dei concetti chimico fisici e dimostrare buona familiarita con le derivazioni analitico-matematiche discusse durante le lezioni. In aggiunta durante l’esame orale verra’ discussa l’attivita’ svolta in laboratorio.

c) Preparazione del quaderno di laboratorio contenente un dettagliato resoconto di tutte le attività  sperimentali e di calcolo svolte in laboratorio. Il quaderno di Laboratorio, redatto personalmente da ciasuno studente  deve essere consegnato al docente una settimana prima dell’esame.

d) Preparazione delle relazioni di laboratorio secondo le modalità che verrano discusse durante l'insegnamento. Le relazioni, che verranno redatte in piccoli gruppi, devono essere consegnate al docente una settimana prima dell’esame.

Le prove (a) e (b) possono essere sostituite da questo percorso di valutazione:

Durante l'anno ci saranno due compiti , uno di elettrochimica  e uno di cinetica. I compiti conterranno sia domande teoriche che esercizi. 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 per ottenere una valutazione superiore.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L’esame scritto ha come obiettivo la valutazione della capacita di applicare in piccoli problemi  gli elementi di merito acquisiti durante l'insegnamento.  Oltre alla valutazione degli elementi di merito acquisiti durante l'insegnamento, l’esame orale (durata minima 45 minuti) ha come obiettivo la verifica della capacità di ragionamento dello studente e della sua abilità nella risoluzione di piccoli esercizi. La preparazione del quaderno di laboratorio ha l’obiettivo di accertare la capacità dello studente di descrivere l’attività sperimentale e di selezionare qualitativamente e quantitativamente le informazioni necessarie alla successiva elaborazione dei risultati ottenuti in laboratorio. Infine la stesura delle relazioni, oltre a verificare la capacità dello studente di lavorare in team, consente di valutarne le capacità di elaborazione e razionalizzazione dei risultati ottenuti  in laboratorio.

Calendario appelli