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COLLOIDI ED INTERFASI

CODICE 61417
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 4 cfu al 3° anno di 8757 CHIMICA E TECNOLOGIE CHIMICHE (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
    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

    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 Ora Luogo Tipologia Note

    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.