ID:
751
Durata (ore):
72
CFU:
9
Url:
INGEGNERIA INDUSTRIALE/COMUNE Anno: 1
Anno:
2023
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (26/02/2024 - 17/05/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso si propone di:
fornire agli studenti un’adeguata conoscenza e comprensione delle nozioni di base della chimica e dei fondamenti chimici delle tecnologie, necessarie per lo studio dei fenomeni chimici e chimico-fisici ed indispensabili per la comprensione del comportamento e delle caratteristiche dei materiali più comuni che stanno alla base delle realtà applicative dell’ingegneria industriale.
Sviluppare la capacità di comprensione delle principali nozioni teoriche dei fenomeni della chimica e delle leggi che li regolano, oltre che aver acquisito capacità nel risolvere esercizi e problemi riguardanti gli argomenti principali della stechiometria, dell'equilibrio chimico e dell'elettrochimica.
Far sviluppare la capacità di sapere applicare in maniera autonoma e consapevole le nozioni teoriche acquisite ed essere in grado di individuare l'approccio più appropriato per impostare, analizzare e saper effettuare un confronto critico tra diverse possibili soluzioni attinenti l’interpretazione e il bilanciamento stechiometrico di reazioni chimiche, l’interpretazione e calcolo di fenomeni e la capacità di correlare gli aspetti chimico-fisici della materia (elettronici, termodinamici, cinetici) con le proprietà della stessa.
Far acquisire capacità logico -argomentative e di sintesi e capacità di comunicare le conoscenze acquisite in maniera critica adoperando un linguaggio tecnico ed un approccio metodologico adeguati.
Incoraggiare gli studenti ad acquisire un adeguato metodo di studio individuale che possa loro consentire di approfondire i temi scientifici e le conoscenze già acquisiti, nonché la capacità di affrontare ulteriori tematiche avanzate o settoriali.
Prerequisiti
Per lo studio di tali argomenti gli studenti devono possedere adeguate conoscenze di matematica e fisica, nonché nozioni di base relative alla simbologia di elementi e composti, alla più semplice nomenclatura inorganica ed organica ed al bilanciamento delle reazioni elementari.
Metodi didattici
Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali. Sono inoltre previste esercitazioni guidate in aula, con lo scopo di stimolare l’approccio ai problemi con autonomia e senso critico. Tutte le attività sono svolte con supporto di slide delle lezioni.
Verifica Apprendimento
L'esame consiste in una prova scritta, seguita dalla prova orale. Durante la prova scritta si chiede di eseguire lo svolgimento completo di cinque esercizi. Gli argomenti e il livello di difficoltà degli esercizi corrispondono al programma svolto e ai testi di riferimento indicati. Il tempo assegnato per la prova scritta è di due ore. Durante le prove scritte è possibile utilizzare una calcolatrice, la tavola periodica ed un formulario La valutazione della prova scritta è fatta in trentesimi. La prova scritta si ritiene superata se la valutazione complessiva non è inferiore a 15/30. Superata la prova scritta, essa ha validità per tutto l’anno accademico entro il quale dovrà essere sostenuta la prova orale.La prova orale è incentrata sugli argomenti trattati durante il corso (definizioni, esempi rilevanti, dimostrazioni, applicazioni, collegamenti tra i vari argomenti). Essa ha il duplice scopo di verificare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso e di valutare l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento, l'abilità comunicativa e proprietà di linguaggio scientifico e indi valutare le facoltà logico-deduttive acquisite dallo studente.
Il voto finale è espresso in trentesimi e tiene conto della valutazione ottenuta durante la prova scritta e durante la prova orale.
Durante lo svolgimento del corso sono previste due prove scritte in itinere. Lo studente che supera le prove in itinere è esonerato dalla prova scritta e può direttamente sostenere la prova orale. Le prove in itinere sono relative agli argomenti trattati durante il corso e si tengono rispettivamente nei periodi di Aprile e Maggio (in date che vengono concordate durante le lezioni con gli studenti). La prima prova in itinere prevede lo svolgimento di esercizi sui seguenti argomenti: legame chimico, stato gassoso, stato liquido, termochimica, formule minime e molecolari, nomenclatura dei principali composti inorganici, reazioni chimiche e rapporti ponderali. La seconda prova in itinere verte sullo studio degli equilibri omogenei ed eterogenei in fase gas, equilibri in soluzione, elettrochimica. A ciascuna prova si assegna una valutazione in trentesimi. Le prove sono superate se la media delle due prove di verifica è pari o maggiore a 15/30.
Il voto finale è espresso in trentesimi e tiene conto della valutazione ottenuta durante la prova scritta e durante la prova orale.
Durante lo svolgimento del corso sono previste due prove scritte in itinere. Lo studente che supera le prove in itinere è esonerato dalla prova scritta e può direttamente sostenere la prova orale. Le prove in itinere sono relative agli argomenti trattati durante il corso e si tengono rispettivamente nei periodi di Aprile e Maggio (in date che vengono concordate durante le lezioni con gli studenti). La prima prova in itinere prevede lo svolgimento di esercizi sui seguenti argomenti: legame chimico, stato gassoso, stato liquido, termochimica, formule minime e molecolari, nomenclatura dei principali composti inorganici, reazioni chimiche e rapporti ponderali. La seconda prova in itinere verte sullo studio degli equilibri omogenei ed eterogenei in fase gas, equilibri in soluzione, elettrochimica. A ciascuna prova si assegna una valutazione in trentesimi. Le prove sono superate se la media delle due prove di verifica è pari o maggiore a 15/30.
Testi
- M. Schiavello, L. Palmisano, Fondamenti di Chimica, Edises s.r.l., Napoli
- F. Nobile, P. Mastrorilli, La Chimica di base attraverso gli esercizi, Ambrosiana, Milano.
- P. Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Ed.Zanichelli, Bolog
- N. J. Tro, Introduzione alla chimica VI edizioe, Pearson
- Petrucci, Herring, Madura, Bissoninette, Chimica generale Principi ed applicazioni moderne, PICCIN
- M. Bruschi, Stechiometria e laboratorio di chimica generale eserciziario, Pearson
- C.F. Nobile, P. Mastrorilli “ESERCIZI DI CHIMICA” Vol.1 e 2 , Editrice AMBROSIANA, Milano.
- P. Michelin Lauserot, G.A. Vaglio. “Stechiometria”, Edizioni PICCIN.
- F. Nobile, P. Mastrorilli, La Chimica di base attraverso gli esercizi, Ambrosiana, Milano.
- P. Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Ed.Zanichelli, Bolog
- N. J. Tro, Introduzione alla chimica VI edizioe, Pearson
- Petrucci, Herring, Madura, Bissoninette, Chimica generale Principi ed applicazioni moderne, PICCIN
- M. Bruschi, Stechiometria e laboratorio di chimica generale eserciziario, Pearson
- C.F. Nobile, P. Mastrorilli “ESERCIZI DI CHIMICA” Vol.1 e 2 , Editrice AMBROSIANA, Milano.
- P. Michelin Lauserot, G.A. Vaglio. “Stechiometria”, Edizioni PICCIN.
Contenuti
-INTRODUZIONE: Stati di aggregazione della materia. Sistemi omogenei ed eterogenei. Sostanze ed elementi chimici.
-STRUTTURA DELL'ATOMO: Struttura e modelli atomici. Configurazione elettronica degli elementi.. Il sistema periodico degli elementi. Proprietà periodiche.
-IL LEGAME CHIMICO: Legame ionico e covalente. Strutture di Lewis. Modello VSEPR e geometria molecolare. Ibridizzazione. Forze intermolecolari. Legame idrogeno.
-LO STATO GASSOSO: Equazione di stato dei gas ideali. Gas reali, equazione di Van der Waals. Temperatura di Boyle.
-LO STATO SOLIDO: Reticoli cristalline e celle elementari. Solidi molecolari, ionici, covalenti e metallici.
-LO STATO LIQUIDO: Tensione superficiale di un liquido. Viscosità e tensione di vapore.
-TERMODINAMICA: Funzioni di stato. Trasformazioni reversibili ed irreversibili Calore, lavoro ed energia interna. Primo principio della termodinamica. Entalpia e legge di Hess. Entropia. Secondo principio della termodinamica. Processi spontanei. Energia libera. Terzo principio della termodinamica.
-EQUILIBRI FISICI: Passaggi di stato, equazioni di Clapeyron e Claussius-Clapeyron. Diagrammi di stato ad un componente: acqua e anidride carbonica.
-SOLUZIONI: Concentrazione e sue unità. Solubilità e processi di dissoluzione. Soluzioni di gas nei liquidi. Entalpia di dissoluzione ed effetto della temperatura sui processi di solubilizzazione. Soluzioni ideali e soluzioni reali. Legge di Raoult. Proprietà colligative delle soluzioni.
-EQUILIBRIO CHIMICO: Processi spontanei ed equilibrio termodinamico nelle reazioni chimiche. Legge di azione di massa. Isoterma ed isocora di van't Hoff. Equilibri omogenei. Principio di Le Chatelier. Effetto della variazione di concentrazione di un reagente o un prodotto sull’equilibrio. Effetto della variazione di volume, pressione e temperatura sugli equilibri omogenei. Equilibri eterogenei.
-SOLUZIONI ELETTROLITICHE: Teoria di Arrhenius della dissociazione elettrolitica. Elettroliti forti e deboli. Fattore di van't Hoff e proprietà colligative di soluzioni di elettroliti.
-EQUILIBRI IN SOLUZIONE: Equilibri acido-base: Definizioni generali (Arrhenius, Broensted-Lowry, Lewis). Forza degli acidi e delle basi e costanti di equilibrio. Struttura molecolare e proprietà di acido-base. Autoionizzazione dell'acqua. Il pH. Calcolo del pH di soluzioni acide, basiche, e saline. Soluzioni tampone. Solubilità e prodotto di solubilità di sali.
-CINETICA CHIMICA:Velocità di reazione. Leggi cinetiche e leggi cinetiche integrate. Ordine e molecolarità di una reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione. Meccanismo cinetico delle reazioni. Teoria delle collisioni e teoria del complesso attivato. Catalisi.
-ELETTROCHIMICA: Potenziale di un semielemento ed equazione di Nernst. Potenziali standard di riduzione. Pile chimiche e pile a concentrazione. Elettrolisi e leggi di Faraday. Applicazioni: accumulatori e corrosione.
-STECHIOMETRIA: Mole. Formule minime e molecolari. Nomenclatura dei principali composti inorganici. Equazioni chimiche, reazioni chimiche e rapporti ponderali. Reattivo limitante. Legge dei gas e specie gassose nelle reazioni chimiche. Analisi indiretta. Soluzioni e analisi volumetrica. Equilibri chimici gassosi, omogenei ed eterogenei. Termochimica e termodinamica delle reazioni. Proprietà colligative delle soluzioni di non elettroliti e di elettroliti. Calcolo del pH di soluzioni di acidi, basi e sali. Soluzioni tampone. Elettrochimica: Pile e forza elettromotrice di una pila.
-STRUTTURA DELL'ATOMO: Struttura e modelli atomici. Configurazione elettronica degli elementi.. Il sistema periodico degli elementi. Proprietà periodiche.
-IL LEGAME CHIMICO: Legame ionico e covalente. Strutture di Lewis. Modello VSEPR e geometria molecolare. Ibridizzazione. Forze intermolecolari. Legame idrogeno.
-LO STATO GASSOSO: Equazione di stato dei gas ideali. Gas reali, equazione di Van der Waals. Temperatura di Boyle.
-LO STATO SOLIDO: Reticoli cristalline e celle elementari. Solidi molecolari, ionici, covalenti e metallici.
-LO STATO LIQUIDO: Tensione superficiale di un liquido. Viscosità e tensione di vapore.
-TERMODINAMICA: Funzioni di stato. Trasformazioni reversibili ed irreversibili Calore, lavoro ed energia interna. Primo principio della termodinamica. Entalpia e legge di Hess. Entropia. Secondo principio della termodinamica. Processi spontanei. Energia libera. Terzo principio della termodinamica.
-EQUILIBRI FISICI: Passaggi di stato, equazioni di Clapeyron e Claussius-Clapeyron. Diagrammi di stato ad un componente: acqua e anidride carbonica.
-SOLUZIONI: Concentrazione e sue unità. Solubilità e processi di dissoluzione. Soluzioni di gas nei liquidi. Entalpia di dissoluzione ed effetto della temperatura sui processi di solubilizzazione. Soluzioni ideali e soluzioni reali. Legge di Raoult. Proprietà colligative delle soluzioni.
-EQUILIBRIO CHIMICO: Processi spontanei ed equilibrio termodinamico nelle reazioni chimiche. Legge di azione di massa. Isoterma ed isocora di van't Hoff. Equilibri omogenei. Principio di Le Chatelier. Effetto della variazione di concentrazione di un reagente o un prodotto sull’equilibrio. Effetto della variazione di volume, pressione e temperatura sugli equilibri omogenei. Equilibri eterogenei.
-SOLUZIONI ELETTROLITICHE: Teoria di Arrhenius della dissociazione elettrolitica. Elettroliti forti e deboli. Fattore di van't Hoff e proprietà colligative di soluzioni di elettroliti.
-EQUILIBRI IN SOLUZIONE: Equilibri acido-base: Definizioni generali (Arrhenius, Broensted-Lowry, Lewis). Forza degli acidi e delle basi e costanti di equilibrio. Struttura molecolare e proprietà di acido-base. Autoionizzazione dell'acqua. Il pH. Calcolo del pH di soluzioni acide, basiche, e saline. Soluzioni tampone. Solubilità e prodotto di solubilità di sali.
-CINETICA CHIMICA:Velocità di reazione. Leggi cinetiche e leggi cinetiche integrate. Ordine e molecolarità di una reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione. Meccanismo cinetico delle reazioni. Teoria delle collisioni e teoria del complesso attivato. Catalisi.
-ELETTROCHIMICA: Potenziale di un semielemento ed equazione di Nernst. Potenziali standard di riduzione. Pile chimiche e pile a concentrazione. Elettrolisi e leggi di Faraday. Applicazioni: accumulatori e corrosione.
-STECHIOMETRIA: Mole. Formule minime e molecolari. Nomenclatura dei principali composti inorganici. Equazioni chimiche, reazioni chimiche e rapporti ponderali. Reattivo limitante. Legge dei gas e specie gassose nelle reazioni chimiche. Analisi indiretta. Soluzioni e analisi volumetrica. Equilibri chimici gassosi, omogenei ed eterogenei. Termochimica e termodinamica delle reazioni. Proprietà colligative delle soluzioni di non elettroliti e di elettroliti. Calcolo del pH di soluzioni di acidi, basi e sali. Soluzioni tampone. Elettrochimica: Pile e forza elettromotrice di una pila.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
INGEGNERIA INDUSTRIALE
Laurea
3 anni
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Persone
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