Chimica fisica ii/laboratorio di chimica fisica ii
A.A. 2019/2020
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di approcciare gli aspetti basilari della cinetica chimica, della catalisi e dell'elettrochimica.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente acquisira' conoscenze di cinetica chimica e di elettrochimica, e sapra' applicarle in semplici esperimenti di laboratorio.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Prerequisiti
Conoscenze di matematica e di fisica, acquisite nei corsi del primo anno della laurea triennale in Chimica, e di Termodinamica Chimica di base, acquisite nell'insegnamento di Laboratorio di Chimica Fisica I (secondo anno della laurea triennale in Chimica).
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Durante la prova di esame orale verranno affrontati tutti gli argomenti presentati durante le lezioni frontali. Sarà richiesta la risoluzione di esercizi di cinetica chimica e problemi connessi agli argomenti svolti. Verrà verificata la capacità di commentare e discutere le equazioni ed i grafici presentati a lezione.
Modulo: Chimica fisica II
Programma
Cinetica chimica: Espressioni e costanti di velocità, reazioni di ordine zero, uno, due e superiore. Reazioni parallele, consecutive e opposte, approssimazione dello stato stazionario; il meccanismo di reazione, lo stadio limitante la velocità.
Effetto della temperatura: equazione di Arrhenius, teoria delle collisioni per reazioni bimolecolari e unimolecolari; teoria dello stato di transizione, superfici di energia potenziale, equazione di Eyring, parametri di attivazione.
Catalisi acido-base ed enzimatica. Catalisi eterogenea: adsorbimento, meccanismo di Langmuir-Hinshelwood. Reazioni a catena ed esplosive. Aspetti cinetici delle reazioni fotoindotte e della fotocatalisi.
Termodinamica delle miscele. Richiamo di concetti di base di termodinamica chimica. Comportamento non ideale: la fugacità. Transizioni di fase: stabilità delle fasi, diagrammi di fase. Termodinamica di miscele: le soluzioni ideali, ideali diluite e reali. L'attività del soluto e del solvente. Le proprietà colligative. Diagrammi di fase di sistemi binari: diagrammi temperatura-composizione, diagrammi di fase liquido-liquido, diagrammi di fase liquido-solido.
Interazioni molecolari. Proprietà elettriche delle molecole: momento di dipolo elettrico, polarizzabilità, polarizzazione. Interazioni fra dipoli, interazioni repulsive e totali.
Effetto della temperatura: equazione di Arrhenius, teoria delle collisioni per reazioni bimolecolari e unimolecolari; teoria dello stato di transizione, superfici di energia potenziale, equazione di Eyring, parametri di attivazione.
Catalisi acido-base ed enzimatica. Catalisi eterogenea: adsorbimento, meccanismo di Langmuir-Hinshelwood. Reazioni a catena ed esplosive. Aspetti cinetici delle reazioni fotoindotte e della fotocatalisi.
Termodinamica delle miscele. Richiamo di concetti di base di termodinamica chimica. Comportamento non ideale: la fugacità. Transizioni di fase: stabilità delle fasi, diagrammi di fase. Termodinamica di miscele: le soluzioni ideali, ideali diluite e reali. L'attività del soluto e del solvente. Le proprietà colligative. Diagrammi di fase di sistemi binari: diagrammi temperatura-composizione, diagrammi di fase liquido-liquido, diagrammi di fase liquido-solido.
Interazioni molecolari. Proprietà elettriche delle molecole: momento di dipolo elettrico, polarizzabilità, polarizzazione. Interazioni fra dipoli, interazioni repulsive e totali.
Metodi didattici
Lezioni frontali con l'ausilio di proiezioni. Svolgimento di esercitazioni numeriche.
Materiale di riferimento
- Dispense di Cinetica Chimica e Catalisi, scritte dal docente
- Testo raccomandato: P. Atkins and J. De Paula. "Atkins' Physical Chemistry - 9th edition". Oxford University Press.
- Testo raccomandato: P. Atkins and J. De Paula. "Atkins' Physical Chemistry - 9th edition". Oxford University Press.
Modulo: Laboratorio di chimica fisica II
Programma
Elettrochimica: Richiamo dei concetti elettrochimici di base. Potenziale Volta, di superficie e Galvani. Il potenziale del doppio strato elettrico. L'equazione di Nernst. I modelli del doppio strato elettrico e la capacità del doppio strato. L'effetto del solvente e dell'elettrolita. Cinetica elettrochimica: Equazione di Butler Volmer, approssimazione a bassa e alta sovratensione. Retta di Tafel. Densità di corrente di scambio e fattore di simmetria. Corrente limite di diffusione.
Laboratorio: Idrolisi acida di un estere; reazione ad orologeria; catalisi enzimatica; bromurazione di un chetone; determinazione della densità di corrente di scambio e del fattore di simmetria per la reazione di riduzione dell'ossigeno.
Laboratorio: Idrolisi acida di un estere; reazione ad orologeria; catalisi enzimatica; bromurazione di un chetone; determinazione della densità di corrente di scambio e del fattore di simmetria per la reazione di riduzione dell'ossigeno.
Metodi didattici
Lezioni frontali con ausilio di proiezioni e supervisione di esperienze svolte dagli studenti nel laboratorio didattico.
Materiale di riferimento
Verranno forniti i file PPT delle lezioni.
Testi raccomandati:
· J.O.M. Bockris, A.K.N. Reddy "Modern Electrochemistry - 2A" Kluwer Academic Publishers;
· Allen J. Bard, Larry R. Faulkner; "ELECTROCHEMICAL METHODS: Fundamentals and Applications" - Wiley and Sons INC, New York.
· P. Atkins and J. de Paula. "ATKINS' PHYSICAl CHEMISTRY - 8th edition". W. H. Freeman and Company, New York.
Testi raccomandati:
· J.O.M. Bockris, A.K.N. Reddy "Modern Electrochemistry - 2A" Kluwer Academic Publishers;
· Allen J. Bard, Larry R. Faulkner; "ELECTROCHEMICAL METHODS: Fundamentals and Applications" - Wiley and Sons INC, New York.
· P. Atkins and J. de Paula. "ATKINS' PHYSICAl CHEMISTRY - 8th edition". W. H. Freeman and Company, New York.
Moduli o unità didattiche
Modulo: Chimica fisica II
CHIM/02 - CHIMICA FISICA - CFU: 6
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 40 ore
Lezioni: 40 ore
Docenti:
Dozzi Maria Vittoria, Selli Elena
Turni:
-
Docenti:
Dozzi Maria Vittoria, Selli Elena
Modulo: Laboratorio di chimica fisica II
CHIM/02 - CHIMICA FISICA - CFU: 6
Laboratori: 48 ore
Lezioni: 24 ore
Lezioni: 24 ore
Turni:
Corso A
Docente:
Vertova AlbertoCorso A+B
Docente:
Vertova AlbertoCorso B
Docente:
Longhi MariangelaDocente/i
Ricevimento:
su appuntamento
ufficio docente
Ricevimento:
Previo appuntamento via email
Ufficio
Ricevimento:
mercoledì ore 14-16; venerdì ore 14-16
Dipartimento di Chimica - sezione di Elettrochimica 2° piano