Scienze chimico-fisiche

A.A. 2019/2020
7
Crediti massimi
70
Ore totali
SSD
CHIM/03 CHIM/06 FIS/07 MED/50
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
- Sviluppare le basi scientifiche e la preparazione teorico-pratica necessarie per la comprensione dei fenomeni biologici e degli equilibri dell'ecosistema;
- Sviluppare le conoscenze tecniche per l'identificazione delle componenti chimiche, fisiche e biologiche dei cicli produttivi capaci di costituire fattori di rischio per la salute;
- Acquisire la conoscenza dei parametri chimici e chimico-fisici riguardanti l'ambiente e la chimica dell'inquinamento.
Risultati apprendimento attesi
Modulo di Chimica Generale e Inorganica
Conoscenza e comprensione
· conoscere il linguaggio chimico di base
· conoscere le nozioni fondamentali riguardanti le proprietà degli elementi, delle principali classi di composti inorganici, delle soluzioni chimiche
· conoscere i concetti essenziali della termochimica e della cinetica chimica
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
· essere in grado di interpretare correttamente il nome IUPAC delle principali classi di molecole inorganiche
· determinare le principali proprietà degli elementi chimici a livello atomico e molecolare
· saper completare i principali schemi di reazioni inorganiche
· saper prevedere le possibili evoluzioni di un sistema chimico formato da uno o più reagenti, posti a determinate condizioni sperimentali
Capacità di giudizio
· capacità di valutare criticamente ipotesi relative alle modalità di interazione/trasformazione di molecole inorganiche rilevanti nell'ambito della sicurezza nell'ambiente e nei luoghi di lavoro
Abilità comunicative
· estrarre e sintetizzare l'informazione rilevante da un testo riguardante un problema chimico
· comunicare in maniera efficace, sia oralmente che in forma scritta, usando la corretta terminologia
· riassumere e presentare efficacemente l'informazione usando i modelli grafici tipici
Capacità di apprendimento
· capacità di comprendere un testo scientifico di chimica generale e inorganica e applicare le informazioni apprese alla risoluzione di un problema nuovo

modulo di Fisica Applicata
Conoscenza e comprensione
· Conoscere il procedimento metodologico della fisica
· Comprendere i principi fondamentali della fisica nell'ambito della meccanica dei corpi solidi, dei fluidi e dei gas, della termologia e dei fenomeni elettrici
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
· Saper descrivere e applicare nel contesto di problemi il concetto di energia e i principi di conservazione, le leggi principali dell'idrostatica e dell'idrodinamica, i fenomeni termici, il comportamento dei gas, il concetto di potenziale elettrico e le leggi di base dei circuiti elettrici.
Capacità di giudizio
· Tramite lo svolgimento di esercizi, svolti sia in classe, sia in autonomia, lo studente acquisisce la capacità di valutare criticamente la coerenza di un'ipotesi con le leggi fisiche sottostanti e di eseguire stime quantitative nel contesto di problemi reali tramite i modelli fisici presentati a lezioni.
Abilità comunicative
· Tramite lo scambio continuo durante le lezioni e tramite la risposta a quesiti, lo studente acquisisce l'abilità di descrivere il comportamento dei sistemi fisici tramite un linguaggio rigoroso e con riferimenti quantitativi, anche servendosi di rappresentazioni grafiche semplificate.
Capacità di apprendimento
· Lo studente acquisisce capacità di apprendimento nel contesto generale delle materie scientifiche tramite lo svolgimento di problemi che presuppongono la comprensione del contesto reale, la conversione in un sistema modello e lo sviluppo di una soluzione con strumenti matematici.

modulo di Chimica Organica
Conoscenza e comprensione
· conoscere i modelli di rappresentazione grafica delle molecole organiche e dei meccanismi delle reazioni
· conoscere le caratteristiche dei principali gruppi funzionali, la loro nomenclatura e reattività
· conoscere le principali regole di reattività tipiche delle molecole organiche (caratteristiche acido/base, nucleofilicità ed elettrofilicità, aromaticità, capacità di dare luogo a legami a idrogeno, interazioni ioniche, interazioni idrofobiche)
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
· essere in grado di interpretare correttamente il nome IUPAC delle principali classi di molecole organiche
· riconoscere le principali tipologie di reazioni chimiche e saper completare schemi di reazione
· saper prevedere le possibili evoluzioni di un sistema chimico formato da uno o più reagenti, posti a determinate condizioni sperimentali.
Capacità di giudizio
· Capacità di valutare criticamente ipotesi relative alle modalità di interazione/trasformazione di molecole organiche rilevanti nell'ambito delle biologia
Abilità comunicative
· estrarre e sintetizzare l'informazione rilevante da un testo riguardante un problema chimico
· comunicare in maniera efficace, sia oralmente che in forma scritta, usando la corretta terminologia
· riassumere e presentare efficacemente l'informazione usando i modelli grafici tipici
Capacità di apprendimento
· capacità di comprendere un testo scientifico di chimica organica e applicare le informazioni apprese alla risoluzione di un problema nuovo

modulo di Applicazioni
· Conoscenza e comprensione
· conoscere il procedimento metodologico di determinazione qualitativa e quantitativa del rischio derivante dall'esposizione a diversi fattori presenti in ambienti di vita e/o di lavoro
· conoscere le principali sostanze pericolose in forma di vapori, gas, polveri e fibre con particolare riguardo al radon e all'amianto, campi elettromagnetici, radiazioni ottiche naturali e artificiali, movimentazione manuale dei carichi, qualità delle acque destinate al consumo umano
· Capacità di applicare conoscenza e comprensione
· per ciascun agente o fattore di rischio, lo studente dovrà essere in grado di identificare i pericoli, valutare l'esposizione e caratterizzare il rischio
· Capacità di giudizio
· proporre misure di prevenzione e di gestione del rischio.
· Abilità comunicative
· estrarre e sintetizzare l'informazione rilevante da un testo riguardante un problema di rischio o prevenzione
· comunicare in maniera efficace, sia oralmente che in forma scritta, usando la corretta terminologia
· Capacità di apprendimento
· capacità di comprendere un testo relativo ai fattori di rischio nell'ambiente e sul luogo di lavoro e applicare le informazioni apprese alla risoluzione di un problema nuovo
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Prerequisiti
Essendo un esame di primo anno, primo semestre, non vi sono prerequisiti specifici differenti da quelli richiesti per l'accesso al corso di studio.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame si articola in quattro sezioni, una per modulo. E' un esame scritto che prevede la risoluzione di problemi e la risposta a domande sia aperte che chiuse. Il tempo concesso per ciascuna sezione è di 40 minuti, tranne che per quella relativa al modulo di Scienze chimico-fisiche applicate, che si svolge in 20 minuti. Ciascun quesito di ciascun modulo ha una specifica valutazione in trentesimi che concorre a formare il voto del modulo. La votazione finale risulta dalla media pesata sui crediti delle valutazioni dei singoli moduli. Eventuali lodi sono assegnate previo accordo di tutti i componenti della commissione d'esame. Il modulo di fisica permette l'uso del calcolatore aritmetico; il modulo di chimica generale e inorganica permette l'uso della tavola periodica degli elementi. I parametri di valutazione riguardano: la capacità di interpretare i quesiti; la capacità di applicare le conoscenze a problemi nuovi; la correttezza dei calcoli numerici (dove previsti); la capacità di utilizzo del linguaggio specifico, anche grafico. Le votazioni dei singoli moduli sono comunicate in forma anonima sulla piattaforma Ariel dai singoli docenti. Il voto finale prevede l'accettazione da parte dello studente.
Chimica generale e inorganica
Programma
Il modulo è propedeutico a tutti i successivi corsi di chimica organica e biochimica ed il suo scopo è, quindi, quello di fornire gli strumenti minimi necessari alla comprensione del linguaggio chimico e degli argomenti sviluppati nei corsi più avanzati. Lo studente dovrà acquisire inoltre nozioni per quello che riguarda le proprietà degli elementi e delle principali classi di composti inorganici.
1) Classificazione della materia: sostanze pure e miscele; elementi e composti. I tre stati fisici della materia e loro principali proprietà. Transizioni di stato.
2) L'atomo e le particelle subatomiche: il comportamento degli elettroni (orbitali atomici s e p) e le proprietà degli elementi. Configurazioni elettroniche, Tavola Periodica e proprietà periodiche. Simboli atomici e formule; ioni; isotopi; masse atomiche relative e masse molecolari.
3) Stato di ossidazione. Regole di nomenclatura dei composti inorganici. Riconoscere le formule dei principali tipi di composti inorganici e la loro nomenclatura.
4) Il legame chimico: legame ionico, legame covalente, strutture di Lewis, legami semplici e multipli. Legami σ e π. Legami e molecole polari. Cenno agli orbitali atomici ibridi del carbonio.
Forze di attrazione intermolecolari: legame di idrogeno e forze di Van der Waals.
5) La mole: definizione e importanza nell'aspetto quantitativo della chimica.
6) Le reazioni chimiche: aspetto qualitativo e quantitativo, coefficienti stechiometrici; bilancio di massa e di carica. Reazioni di equilibrio. Costante di equilibrio. Fattori che influenzano la posizione dell'equilibrio. Effetto della temperatura su Keq. Cenni alle reazioni di ossidoriduzione.
7) Proprietà dei liquidi: evaporazione, tensione di vapore e temperatura di ebollizione. Soluzioni, sospensioni e colloidi. Unità di misura della concentrazione delle soluzioni. Solubilità. Proprietà colligative.
8) Reazioni in soluzione: dissociazione elettrolitica per elettroliti forti e deboli. Acidi e basi, il pH e la sua misura; reazione di neutralizzazione. Coppie coniugate acido/base; idrolisi e soluzioni tampone.
9) Nozioni di termodinamica e di cinetica: le funzioni di stato entropia, energia libera, entalpia e i principi della termodinamica. Reazioni esoergoniche e endoergoniche, velocità di reazione, energia di attivazione, catalisi e catalisi enzimatica.
Metodi didattici
I docenti utilizzano lezioni frontali, inclusive di esempi applicativi ed esercizi. Tutto il materiale didattico utilizzato nelle lezioni è disponibile sulla piattaforma Ariel, inclusi esercizi aggiuntivi. La frequenza alle lezioni è obbligatoria.
Materiale di riferimento
Principi di Chimica Generale e Organica (per i corsi di laurea a indirizzo bio-medico), II edizione
E. Santaniello, M. Alberghina, M. Coletta, F. Malatesta, S. Marini. Ed. Piccin
Chimica e Propedeutica Biochimica, A. Fiecchi, M. Galli Kienle, A. Scala, Ed. Edi-ermes
Chimica organica
Programma
Il modulo si propone di introdurre i concetti fondamentali della chimica organica e di fornire le basi di chimica organica per agevolare la comprensione di corsi successivi, principalmente nel campo della biochimica e delle materie legate alla struttura delle molecole della vita. Gli argomenti trattati si articolano come segue:
1) La rappresentazione delle molecole in chimica organica con particolare riferimento alla rappresentazione grafica
2) Struttura e proprietà dei principali composti organici, classificati attraverso i gruppi funzionali
3) Basi della nomenclatura in chimica organica: dalla struttura al nome e dal nome alla struttura
4) Principi fondamentali della reattività dei composti organici: reazioni acido-base, reazioni nucleofilo-elettrofilo
5) Alcuni esempi di reazioni organiche con i relativi meccanismi
6) La stereochimica dei composti organici: isomeri E/Z e R/S. Chiralità dei composti organici
7) Brevi cenni alle classi principali di composti di interesse biologico: lipidi, carboidrati, amminoacidi e peptidi; acidi nucleici
Metodi didattici
I docenti utilizzano lezioni frontali, inclusive di esempi applicativi ed esercizi. Tutto il materiale didattico utilizzato nelle lezioni è disponibile sulla piattaforma Ariel, inclusi esercizi aggiuntivi. La frequenza alle lezioni è obbligatoria.
Materiale di riferimento
Principi di Chimica Generale e Organica (per i corsi di laurea a indirizzo bio-medico), II edizione
E. Santaniello, M. Alberghina, M. Coletta, F. Malatesta, S. Marini. Ed. Piccin
Chimica e Propedeutica Biochimica, A. Fiecchi, M. Galli Kienle, A. Scala, Ed. Edi-ermes
Fisica applicata
Programma
Basi matematiche:
- Le leggi fisiche e le relazioni fra grandezze fisiche per la risoluzione di problemi numerici: unità di misura, dimensioni e ordini di grandezza.
- Le grandezze scalari, le grandezze vettoriali e introduzione alla trigonometria.
Meccanica:
- Le leggi orarie del moto uniforme e uniformemente accelerato.
- Concetto di forza ed il principio d'inerzia.
- Il concetto di massa ed il secondo principio della dinamica.
- Interazione tra corpi, forze e terzo principio della dinamica
- Tipi di forze: forza gravitazionale, forza peso, forza elastica, forze di contatto, forze di attrito, forza di tensione. Cenni sulla forza muscolare.
- Il lavoro di una forza: significato di energia cinetica e del teorema dell'energia cinetica.
- Campo di forze: quando è conservativo e definizione dell'energia potenziale.
- Principio di conservazione dell'energia meccanica ed esempi di applicazione.
- Urti elastici ed anelastici.
Statica e dinamica dei fluidi:
- Pressione.
- Principio di Pascal.
- Pressione idrostatica e legge di Stevino.
- Forza di Archimede e galleggiamento.
- Flusso stazionario e laminare di un fluido ideale.
- Conservazione della massa (equazione di continuità) in un fluido.
- Viscosità e legge di Hagen-Poiseuille.
- Esempio della circolazione sanguigna.
Termologia:
- La dilatazione termica nei solidi, nei liquidi e nei gas.
- Il concetto di quantità di calore e caloria.
- La capacità termica di un corpo, il calore specifico di una sostanza e i calori latenti di fusione e di evaporazione.
Gas ideale:
- Stati di aggregazione della materia.
- Fluidi.
- Pressione e unità di misura.
- Equazione di stato del gas ideale.
- Miscela di gas ideali.
Fenomeni elettrici:
- La legge di Coulomb
- Il campo elettrico: intensità, direzione e verso in funzione della distanza da una carica puntiforme e rappresentazione mediante le linee di forza.
- Potenziale elettrico.
- Materiali dielettrici e conduttori.
- Corrente elettrica, resistenza elettrica, legge di Ohm e circuiti resistivi.
- La legge di Joule per calcolare la potenza dissipata da una resistenza.
- Resistenze in serie e in parallelo.
- Corrente alternata.
Metodi didattici
I docenti utilizzano lezioni frontali, inclusive di esempi applicativi ed esercizi. Tutto il materiale didattico utilizzato nelle lezioni è disponibile sulla piattaforma Ariel, inclusi esercizi aggiuntivi. La frequenza alle lezioni è obbligatoria.
Materiale di riferimento
Principi di fisica per indirizzo biomedico e farmaceutico. A. Lascialfari, F. Borsa. ed. EDISES
Problemi di Fisica Biomedica. R. Cerbino. ed. EDISES
Scienze tecniche mediche applicate
Programma
· Concetto di rischio e pericolo. Tipologie di rischio
· Rischi fisici. Rischio chimico
· Agenti fisici
Rumore: definizione, effetti, legislazione di riferimento
Vibrazioni: definizione, effetti, legislazione di riferimento
Tipologie di vibrazioni: mano - braccio; corpo intero
Campi elettromagnetici: definizione, effetti, legislazione di riferimento
Radiazioni ottiche superficiali: definizione, effetti, legislazione di riferimento
Classificazione delle radiazioni ottiche superficiali
Radiazioni Ultraviolette
Laser
· Agenti chimici. Classificazione dei rischi chimici
Agenti chimici pericolosi
Concetto di tossicità di un agente chimico e di dose assorbita
Proprietà tossicologiche
Assorbimento e stati fisici degli agenti. Frazioni granulometriche delle particelle
Metodi didattici
I docenti utilizzano lezioni frontali, inclusive di esempi applicativi ed esercizi. Tutto il materiale didattico utilizzato nelle lezioni è disponibile sulla piattaforma Ariel, inclusi esercizi aggiuntivi. La frequenza alle lezioni è obbligatoria.
Moduli o unità didattiche
Chimica generale e inorganica
CHIM/03 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA - CFU: 2
Lezioni: 20 ore

Chimica organica
CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA - CFU: 2
Lezioni: 20 ore

Fisica applicata
FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA) - CFU: 2
Lezioni: 20 ore
Docente: Buscaglia Marco

Scienze tecniche mediche applicate
MED/50 - SCIENZE TECNICHE MEDICHE APPLICATE - CFU: 1
Lezioni: 10 ore
Docente: Delussu Nicola

Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
L.I.T.A. Segrate, Via F.lli Cervi 93 - 1° piano
Ricevimento:
venerdì, 11.30-12.30
Studio presso il Dipartimento di Chimica, via Golgi 19, edificio B, 3° piano, ala sud, stanza 3021