CODICE 61417 ANNO ACCADEMICO 2022/2023 CFU 4 cfu anno 3 CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE 8757 (L-27) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE CHIM/04 LINGUA Italiano SEDE GENOVA PERIODO 1° 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 2020 MATERIALE DIDATTICO AULAWEB OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI L'insegnamento intende fornire le conoscenze di base che permettono di comprendere i più importanti fenomeni interfacciali ed il comportamento dei sistemi colloidali, attraverso una esposizione semplificata delle teorie accreditate, un primo approccio alle tecniche strumentali di indagine e una descrizione elementare di alcune applicazioni industriali. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO L'insegnamento intende fornire le conoscenza di base che permettono di comprendere i più importanti fenomeni interfacciali ed il comportamento dei sistemi colloidali, attraverso una esposizione semplificata delle teorie accreditate, un primo approccio alle tecniche strumentali di indagine e una descrizione elementare di alcune applicazioni industriali. Gli obiettivi formativi sono stati espressamente predisposti a servizio del curriculum "Tecnologie Chimiche" del corso di laurea triennale "Chimica e Tecnologie Chimiche". Pertanto, pur essendo la materia di natura prettamente interdisciplinare, l'attenzione è principalmente focalizzata sugli aspetti, sia teorici che applicativi, più attinenti all'ambito chimico. I risultati attesi sono: comprendere e saper discutere criticamente i principali concetti associati alle tematiche affrontate durante lo svolgimento del corso, categorizzare e collegare i diversi fenomeni studiati, applicare le conoscenze acquisite a semplici situazioni reali, discriminare le variabili determinanti nei diversi processi. PREREQUISITI È necessario possedere le conoscenze di base fornite negli insegnamenti di Istituzioni di matematiche e Fisica generale con laboratorio. MODALITA' DIDATTICHE Lezioni teoriche frontali. La frequenza alle lezioni è fortemente consigliata. PROGRAMMA/CONTENUTO Generalità sui sistemi colloidali: definizione, classificazione, ruolo della superficie interfacciale, energia libera superficiale. Interazioni intermolecolari (in particolare interazioni di Coulomb, di Keesom, di Debye e di London) e loro correlazioni con le proprietà elettriche delle molecole (cariche, momenti, polarizzabilità) Interazioni interparticellari: - interazioni attrattive di Van der Waals: teorie microscopiche (Hamaker) e macroscopiche (Lifshitz) - interazioni elettrostatiche: meccanismi attraverso cui la superficie delle particelle può essere caricata; fenomeni elettrocinetici; teorie del doppio strato elettrico (EDL): Helmholtz-Perrin, Gouy-Chapman, Stern; profilo del potenziale elettrico all’interno dell’EDL, profili delle concentrazioni ioniche, fattori che controllano lo spessore dell’EDL, concentrazione critica di coagulazione - interazioni steriche (sistemi colloidali stabilizzati tramite adsorbimento di polimeri) Energia libera di interazione totale e stabilità dei sistemi colloidali; destabilizzazione di una dispersione colloidale; coagulazione; flocculazione reversibile Esempio applicativo: pitture e vernici. Solventi, sostanze filmogene (in particolare lattici per idropitture), pigmenti; proprietà cinetiche: sedimentazione, moti Browniani, distribuzione di Perrin; proprietà reologiche: fluidi Newtoniani, fluidi non-Newtoniani, equazione di Einstein, effetti elettroviscosi, comportamenti reologici non ideali (Bingham, shear thickening, shear thinning; tixotropia), modificatori reologici Fenomeni interfacciali: - tensione superficiale, equazione di Laplace, fenomeni capillari - tensione interfacciale, spreading e non-spreading, angolo di contatto, equazione di Young, equazioni di Wenzel e di Cassie-Baxter - agenti superficiali, numero HLB, detergenti, emulsionanti - interfasi, adsorbimento, equazione di Gibbs - film monomolecolari (condensati, espansi, gassosi) TESTI/BIBLIOGRAFIA Il materiale di studio è fornito dal docente tramite le lezioni orali e tramite supporti caricati su aula web. Poiché non sono reperibili testi di riferimento elementari che riproducano fedelmente i contenuti dell' insegnamento, la frequenza alle lezioni, benché non obbligatoria, è fortemente consigliata in quanto facilita notevolmente la comprensione degli argomenti in programma e la successiva preparazione dell'esame. Per consultazione: J.N. Israelachvili: Intermolecular and Surface Forces, Academic Press A.W. Adamson and A.P. Gast: Physical Chemistry of Surfaces, Wiley H.J. Butt, K. Graf, M Kappl: Physics and Chemistry of Interfaces, Wiley DOCENTI E COMMISSIONI CAMILLA COSTA Ricevimento: Orario di ricevimento studenti: tutti i giorni previo appuntamento via email (camilla.costa@unige.it) Commissione d'esame CAMILLA COSTA (Presidente) ANDREA REVERBERI ANTONIO COMITE (Presidente Supplente) ALBERTO SERVIDA (Supplente) LEZIONI INIZIO LEZIONI Secondo l'orario riportato su http://www.chimica.unige.it/didattica/orari_CTC. Orari delle lezioni COLLOIDI ED INTERFASI ESAMI MODALITA' D'ESAME L’esame consiste in un colloquio orale. L'esame orale è sempre condotto da due docenti di ruolo (o in casi limitati da un docente di ruolo e da un riconosciuto cultore della materia) ed ha una durata di circa 1 ora. MODALITA' DI ACCERTAMENTO Lo scopo del colloquio è quello di valutare se lo studente ha acquisito i principali concetti associati alle tematiche affrontate durante lo svolgimento dell'insegnamento, se possiede la capacità di usarli in modo critico e se è in grado di applicarli a semplici situazioni reali. Con queste modalità la commissione è in grado di verificare con sufficiente accuratezza il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. Nel caso la commissione ritenga che tali obiettivi non siano stati raggiunti, lo studente verrà invitato a ritirarsi. Una volta proposto il voto, l'accettazione (o la richiesta di rifiuto) dovrà avvenire entro 1 giorno. Qualora lo studente rifiuti il voto, dovrà ripetere l'esame in un appello successivo. Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 25/01/2023 10:00 GENOVA Orale 22/02/2023 10:00 GENOVA Orale 24/05/2023 10:00 GENOVA Orale 14/06/2023 10:00 GENOVA Orale 05/07/2023 10:00 GENOVA Orale 26/07/2023 10:00 GENOVA Orale 13/09/2023 10:00 GENOVA Orale ALTRE INFORMAZIONI Si richiede agli studenti che intendono sostenere l'esame di inviare sempre al docente una email di preavviso 5 giorni prima della data dell'appello.