OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si propone di fornire una cultura chimica di base indispensabile per descrivere la struttura e il comportamento dei materiali e affrontare l’interpretazione dei processi naturali, ambientali e tecnologici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L'insegnamento si propone di far acquisire allo studente le capacità di comprendere ed affrontare in maniera critica problematiche di base legate alla descrizione e proprietà di materiali e alle relative applicazioni tecnologiche, in relazione alla struttura atomica, al tipo di legami chimici, all'effetto termico, spontaneità e velocità dei processi chimici, agli equilibri chimici e fisici.

Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di:

descrivere e confrontare modelli atomici, strutture elettroniche di atomi, molecole, ioni composti;

descrivere le caratteristiche dei diversi stati della materia;

interpretare le principali proprietà correlate alla struttura di materiali in ambiti di applicazioni tecnologiche e processi naturali;

analizzare e risolvere problemi riguardanti bilanciamento di reazioni, stechiometria, termodinamica di base, elettrochimica, cinetica chimica e composizioni all'equilibrio di miscele di reazione;

descrivere esempi di diagrammi di stato;

valutare il comportamento di soluti in soluzioni acquose;

ipotizzare, attraverso i concetti appresi, il comportamento di un sistema a seguito di reazioni chimiche e variazioni di parametri operativi.

PREREQUISITI

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MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni con svolgimento guidato di esercizi e discussione di esempi applicativi specifici.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Fondamenti: Nomenclatura inorganica (Ossidi, anidridi, idrossidi, acidi, sali, sali acidi). Reazioni di scambio e ossidoriduzioni. Stechiometria.
Struttura atomica della materia: Modelli atomici, numeri quantici, orbitali, struttura elettronica. Classificazione periodica degli elementi e proprietà. Cenni su energia nucleare e radioattività.
Legami chimici (legame covalente, ionico, metallico, forze intermolecolari).
Introduzione alla chimica organica (ibridizzazione del carbonio, alcani, alcheni e alchini, gruppi funzionali, polimeri).
I gas (leggi dei gas, gas ideali e reali), il volume dei gas nelle reazioni chimiche. I solidi cristallini (molecolari, metallici, ionici e covalenti). Proprietà.
Trasformazioni della materia: Termodinamica chimica (Principi della Termodinamica, Energia interna, Entalpia, Entropia, Energia libera), Equilibri chimici (costante di equilibrio, energia libera ed equilibrio). Equilibri in soluzione: pH e soluzioni acquose (definizioni di acido e base, calcolo del pH acidi e basi forti, deboli, idrolisi di sali), sistemi tampone; pressione osmotica. Solubilità. Equilibri fisici (diagrammi di stato a uno e due componenti). Cinetica chimica (velocità di reazione, legge di Arrhenius). Elettrochimica (Pile, elettrolisi).

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Appunti dell'insegnamento, note e slides disponibili su aulaweb.

Testi di consultazione, a scelta tra i seguenti: P.Zanello, R.Gobetto, R.Zanoni, Conoscere la chimica. Fondamenti di chimica generale e inorganica con elementi di chimica organica, CEA ed.; M.S.Silberberg, Chimica, McGraw Hill ed.; P.Atkins, L.Jones, Fondamenti di chimica generale, Zanichelli ed.;  I.Bertini, C.Luchinat, F.Mani, Chimica, materia, tecnologia, ambiente, CEA ed.; R.H.Petrucci, W.S.Hartwood, F.G.Herring, Chimica generale, principi e moderne applicazioni, Piccin ed.

Esercizi: Chimica per Ingegneria.