OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti le nozioni di base sui processi di produzione dei metalli, quali la ghisa dall’altoforno e l’acciaio, l’estrazione dell’alluminio; inoltre, scopo dell’insegnamento è che i partecipanti acquisiscano conoscenze relative all’utilizzo dei diagrammi di fase binari. L’insegnamento si propone anche di introdurre i fondamenti dell’elettrochimica e della corrosione dei metalli. L’insegnamento, inoltre, introduce nozioni sui polimeri naturali e artificiali e i rispettivi monomeri, sui film polimerici protettivi, cioè i rivestimenti organici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione alle attività formative proposte (lezioni frontali, esercizi) e lo studio individuale permetteranno allo studente di:

• descrivere, discutere e confrontare strutture e proprietà degli elementi dei gruppi principali della Tavola periodica e dei loro composti.
• descrivere la produzione della ghisa e dell’acciaio
• operare su diagrammi di fase di composti puri e binari (sistemi liquido-solido e liquido-vapore) dal punto di vista qualitativo e quantitativo (applicazione della regola della leva)
• classificare i materiali polimerici in base alla natura: i) polimeri naturali, con particolare attenzione a proprietà e reattività di lipidi, carboidrati, proteine e acidi nuclei; ii) polimeri sintetici, con particolare attenzione a rivestimenti organici protettivi
• valutare i parametri di consumo dei rivestimenti organici protettivi
• risolvere problemi sulla solubilità di sali in soluzioni acquose

PREREQUISITI

Per un proficuo apprendimento sono richieste conoscenze base di chimica, ma non è prevista alcuna propedeuticità formale.

MODALITA' DIDATTICHE

Il modulo prevede lezioni frontali in aula. Alla presentazione di contenuti teorici si alternano esercitazioni finalizzate a favorire l’apprendimento e l’applicazione degli argomenti teorici ad applicazioni specifiche.

Attraverso il progetto di innovazione  della didattica adottato dal Corso di Studio in Ingegneria Chimica e di Processo, saranno utilizzati strumenti innovativi atti ad un apprendimento attivo dello studente. Lo scopo è quello di accrescere le competenze degli studenti attraverso nuove metodologie di apprendimento, dall'e-learning al team work, attraverso esperienze che accrescano la partecipazione dello studente mediante un livello comunicativo più elevato e rendano lo studente più consapevole ed autonomo.

Si consiglia agli studenti lavoratori e agli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali, di contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il programma del modulo prevede la presentazione e discussione dei seguenti argomenti:  

Introduzione al corso

Tavola periodica

Elementi dei gruppi principali: strutture, composti e reattività. Idrogeno. Gruppo 1 e 2 (elementi alcalini e alcalino terrosi). Gruppo 13 (Boro e Alluminio). Gruppo 14 (Carbonio, Silicio). Gruppo15 (Azoto, Fosforo). Gruppo 16 (Ossigeno e Zolfo). Gruppo 17, Alogeni. Metalli di transizione e composti di coordinazione.

Produzione dei metalli

Estrazione dei metalli: fasi preliminari.

Pirometallurgia: diagramma di Ellingham

L’altoforno: struttura, funzionamento e principali reazioni. Schema di un impianto di produzione dell’acciaio

Leghe metalliche: classificazione di ghise e acciai

Diagrammi di stato

• ad un componente (sostanze pure)
• a due componenti (sistemi binari):

1. Sistemi binari solido/liquido con completa miscibilità allo stato liquido e…

1. Completa miscibilità allo stato solido
2. Completa immiscibilità allo stato solido
   • Diagramma con eutettico
   • A e B formano un composto intermedio: punto di fusione congruente
   • A e B formano un composto intermedio: punto di fusione incongruente
3. Lacune di miscibilità allo stato solido
   • lacune di miscibilità che non si estendono al campo di esistenza della fase liquida
   • lacune di miscibilità che si estendono al campo di esistenza della fase liquida

1. Sistemi binari liquido-vapore

Refrattari

Introduzione e materie prime

Silice e ciclo produttivo

Silico-alluminosi

Test di laboratorio

Soluzioni acquose

Solubilità

I polimeri

Classificazione

I copolimeri

Poliaddizione

Policondensazione

Polimeri termoplastici

Polimeri termoindurenti

I rivestimenti organici

Composizione

Classificazione in base all'azione, al tipo di ciclo, al tipo di legante

DFT, WFT, diluizione, consumo pratico, dead volume

La scheda tecnica, esempi di calcoli sui rivestimenti organici (esercizi)

Polimeri naturali

Struttura di lipidi, carboidrati e proteine, acidi nucleici.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico utilizzato durante le lezioni sarà disponibile in aulaweb dell’insegnamento. Gli appunti presi durante le lezioni e il materiale in aulaweb sono sufficienti per la preparazione dell’esame.