Laboratorio di chimica fisica i

A.A. 2019/2020
6
Crediti massimi
72
Ore totali
SSD
CHIM/02
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso si propone di combinare l'illustrazione degli aspetti piu' significativi della termodinamica chimica con esperienze sperimentali volte alla raccolta di dati sperimentali, alla relativa elaborazione numerica e alla stima dell'errore sui parametri termodinamici ottenuti.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente apprende i principi che determinano le condizioni di spontaneità delle reazioni chimiche e ne verifica sperimentalmente la validita'. Apprende, inoltre, come trattare serie di dati raccolti tramite misure strumentali e come stendere una relazione corredata da grafici ed elaborazioni numeriche. Nelle attivita' di laboratorio, impara a collaborare coi colleghi.
Programma e organizzazione didattica

Corso A

Responsabile
Programma
Le proprietà dei gas. Teoria cinetica dei gas. Distribuzione di Maxwell-Boltzman. Gas reali. Primo Principio della Termodinamica. Calore e lavoro. Calorimetria. Capacità termiche. Entalpia. Transizioni isoterme ed adiabatiche di gas perfetti. Secondo principio. Variazioni di entropia di sistema ed intorno. Terzo principio. Macchine termiche. Energie di Helmoltz e di Gibbs. Equazione di Gibbs-Helmoltz. Potenziale chimico. Descrizione termodinamica delle miscele. Equazione di Gibbs-Duhem. Diagrammi di stato di sostanze pure. Stabilità di fase e transizioni. Equazioni di Clapeyron e Clausius-Clapeyron. Equilibrio chimico. Effetti di temperatura e pressione sull'equilibrio. Equazione di van't Hoff.

Durante il Laboratorio Sperimentale vengono determinate grandezze chimico-fisiche (valori di ΔU e ΔH, K equilibrio, CMC di tensioattivi) tramite la raccolta di dati sperimentali (dati calorimetrici, spettrofotometrici, di conducibilità, tensioni di vapore) che vengono poi diagrammati ed elaborati sulla base di relazioni termodinamiche.
Prerequisiti
Lo studente deve avere familiarità con il calcolo differenziale e la soluzione di semplici integrali. Deve avere inoltre sviluppato la capacità di lavorare con il foglio di calcolo Excel.
Metodi didattici
Lezioni in aula integrate da esercitazioni numeriche ed esperienze svolte in laboratorio con la presenza di docente ed esercitatori
Materiale di riferimento
- P. W. Atkins, J. de Paula - Physical Chemistry - 9th ed. (2011) Oxford University Press.
- Materiale didattico fornito dal docente.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Orale con la soluzione di semplici esercizi. L'esame prevede la discussione delle esperienze di laboratorio e la verifica dell'apprendimento dei principi della termodinamica inerenti alle esperienze. Il voto finale è determinato anche dalla valutazione della Relazione sulle esperienze svolte in Laboratorio.
CHIM/02 - CHIMICA FISICA - CFU: 6
Laboratori: 48 ore
Lezioni: 24 ore

Corso B

Responsabile
Programma
Le proprietà dei gas. Teoria cinetica dei gas. Distribuzione di Maxwell-Boltzman. Gas reali. Primo Principio della Termodinamica. Calore e lavoro. Calorimetria. Capacità termiche. Entalpia. Transizioni isoterme ed adiabatiche di gas perfetti. Secondo principio. Variazioni di entropia di sistema ed intorno. Terzo principio. Macchine termiche. Energie di Helmoltz e di Gibbs. Equazione di Gibbs-Helmoltz. Potenziale chimico. Descrizione termodinamica delle miscele. Equazione di Gibbs-Duhem. Diagrammi di stato di sostanze pure. Stabilità di fase e transizioni. Equazioni di Clapeyron e Clausius-Clapeyron. Equilibrio chimico. Effetti di temperatura e pressione sull'equilibrio. Equazione di van't Hoff. Durante il Laboratorio Sperimentale vengono determinate grandezze chimico-fisiche (valori di ΔU e ΔH, K equilibrio, CMC di tensioattivi) tramite la raccolta di dati sperimentali (dati calorimetrici, spettrofotometrici, di conducibilità, tensioni di vapore) che vengono poi diagrammati ed elaborati sulla base di relazioni termodinamiche.
Prerequisiti
Conoscenze di base di matematica e fisica
Metodi didattici
Lezioni frontali e laboratorio didattico
Materiale di riferimento
- P. W. Atkins, J. de Paula - Physical Chemistry - 9th ed. (2011) Oxford University Press.
- Materiale didattico fornito dal docente.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Orale con la soluzione di esercizi. L'esame prevede la discussione delle esperienze di laboratorio e la verifica dell'apprendimento dei principi della termodinamica inerenti alle esperienze. Il voto finale è determinato anche dalla valutazione della Relazione sulle esperienze svolte in Laboratorio.
CHIM/02 - CHIMICA FISICA - CFU: 6
Laboratori: 48 ore
Lezioni: 24 ore
Docente/i
Ricevimento:
lunedi-giovedi 10.30-12.30
studio docente
Ricevimento:
lunedì e mercoledi 9:00-11:00
Dipartimento di Chimica via Golgi 19 - 20133 - MILANO Edificio 5 - Corpo A - Ala Ovest - III piano - ufficio 3112