Chimica e laboratorio

A.A. 2021/2022
9
Crediti massimi
84
Ore totali
SSD
CHIM/03
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso è propedeutico ai successivi corsi di Mineralogia e Geochimica. Il suo scopo è fornire gli strumenti minimi necessari alla comprensione del linguaggio chimico e degli argomenti di base (atomo, legame chimico, reazioni chimiche, equilibrio chimico, termodinamica, conoscenza dei composti inorganici principali dei metalli e dei non metalli), il cui apprendimento è indispensabile per il proseguimento di uno studio di tipo geologico.
Risultati apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione: E' auspicabile che gli studenti abbiano conseguito una buona capacità di comprensione del linguaggio chimico e sufficienti conoscenze chimiche di base tali da consentire il loro utilizzo in un ambiente di lavoro/ricerca inerente alle applicazioni mineralogiche.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate: E' auspicabile che gli studenti siano capaci di applicare le loro conoscenze dimostrando capacità di comprensione e abilità nel risolvere problemi e tematiche nuove o non familiari, nell'ambito delle applicazioni mineralogiche e in contesti interdisciplinari.
Autonomia di giudizio: E' auspicabile che gli studenti abbiano la capacità di integrare le conoscenze e gestire la complessità, nonché di formulare giudizi sulla base di informazioni limitate o incomplete, includendo la riflessione sulle responsabilità sociali ed etiche collegate all'applicazione delle loro conoscenze e giudizi.
Abilità comunicative: E' auspicabile che gli studenti sappiano comunicare in modo chiaro e privo di ambiguità le loro conclusioni, nonché le conoscenze e la ratio ad esse sottese, a interlocutori specialisti e non specialisti.
Capacità di apprendere: E' auspicabile che gli studenti abbiano sviluppato quelle capacità di apprendimento che consentano loro di continuare a studiare per lo più in modo auto-diretto o autonomo.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre
Saranno seguite le disposizioni di Ateneo. Se possibile, il corso sarà tenuto in presenza e trasmesso in modalità sincrona solo nel caso in cui vi siano studenti esenti. Le lezioni non saranno registrate.
Se le disposizioni di Ateneo venissero modificate, le lezioni e le esercitazioni potranno essere svolte in forma telematica in modalità sincrona utilizzando la piattaforma Microsoft Team. Attraverso la stessa piattaforma e altre applicazioni di Office365 accluse sarà possibile interagire con gli studenti e assegnare attività da svolgere. I contatti con gli studenti saranno mantenuti via mail, attraverso lo spazio Forum della Piattaforma ARIEL e utilizzando sistemi di comunicazione remota.
Non si prevedono modifiche al programma del corso o alle modalità d'esame.
Programma
Misure e unità: Misure della materia e unità metriche. Notazione scientifica. Cifre significative. Accuratezza e precisione. Analisi dimensionale.
Atomi e struttura atomica: Nuclidi, isotopi ed elementi chimici. Formula molecolare e unità di formula. Unità di massa, massa atomica e massa molecolare. Mole e Numero di Avogadro. Quantizzazione dell'energia e fotoni. Spettro di emissione dell'atomo di idrogeno. I modelli atomici di Rutherford e Bohr. Il principio di indeterminazione di Heisenberg. Densità di carica e probabilità. Orbitali e Numeri quantici.
Diagramma dei livelli energetici e configurazione elettronica degli elementi. Tavola periodica degli elementi e proprietà periodiche. La tavola periodica per le scienze della terra.
Legame chimico e geometria molecolare: Simboli e strutture di Lewis. Il legame ionico e il legame covalente. Elettronegatività. Percentuale di ionicità e polarità dei legami. Geometria molecolare: Teoria VSEPR e Teoria del Legame di Valenza.
Formule e nomenclatura sistematica: Numero di ossidazione. Formule chimiche. Nomenclatura sistematica.
Le soluzioni: Concentrazione: percentuale in peso e Molarità. Diluizione. Frazione molare. Forze intermolecolari e processo di solubilizzazione. Solubilità dei gas. Legge di Henry. Proprietà colligative: tensione di vapore delle soluzioni, legge di Raoult, soluzioni ideali, innalzamento del punto di ebollizione e abbassamento del punto di congelamento. Pressione osmotica.
Liquid, solidi e interazioni intermolecolari: Forze intermolecolari. Tensione di vapore. Transizioni di fase. Diagrammi di fase (cenni).
Reazioni chimiche
Reazioni chimiche ed Equazioni chimiche. Bilanciamento. Il principio di conservazione della massa. Equazione ionica netta e principio di conservazione della carica. Reazioni di equilibrio: Costante di Equilibrio e Quoziente di Reazione. Il Principio di Le Chatelier. Reazioni in soluzione acquosa: elettroliti e non elettroliti, reazioni di precipitazione e principi di solubilità, reazioni acido-base e reazioni di ossido-riduzione.
Lo stato gassoso: Pressione e Temperatura assoluta. Le leggi dei Gas "ideali": la legge di Boyle, la legge di Charles e Gay-Lussac e la legge di Avogadro. Volume molare. Equazione di stato dei gas ideali. Miscugli gassosi: definizione di pressione parziale e volume parziale, la legge di Dalton e la legge di Amagat. Gas reali.
Acidi e Basi: Definizione di acido e base (Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis) Equilibri acido-base. Calcolo del pH. Soluzioni tampone. Curve di titolazione.
Ioni complessi e composti di coordinazione: Le proprietà dei metalli di transizione. Acidi e Basi di Lewis. Leganti. Isomerismo. Teoria del campo cristallino (cenni). I colori dei complessi. Equilibri di complessazione. Applicazioni.
Solubilità: Criteri di precipitazione e sua completezza. Prodotto di solubilità. Effetto dello ione comune. Analisi qualitativa dei cationi (cenni).
Termodinamica chimica: Funzioni di stato. Primo principio della termodinamica. Entalpia. Reazioni esotermiche ed endotermiche. Condizioni standard. Il secondo principio della termodinamica. Entropia. Energia libera di Gibbs. La costante di equilibrio.
Elettrochimica: Celle elettrochimiche e potenziali standard. Lavoro elettrico. Potenziale di cella e costante di equilibrio. Effetto della concentrazione sul potenziale.
Prerequisiti
Conoscenze matematiche: funzioni elementari: (potenze, radici, esponenziali e logaritmi). Soluzione di equazioni algebriche. Conoscenza delle principali grandezze fisiche e delle relazioni che le legano, principali unità di misura.
Metodi didattici
Modalità di frequenza: Fortemente consigliata
Modalità di erogazione: Tradizionale Lezioni frontali integrate da esercitazioni numeriche sugli argomenti svolti.
Materiale di riferimento
TESTI CONSIGLIATI:
CHIMICA
J. Kotz, P.Treichel jr., G. C. Weaver
Editore: EDISES
ISBN: 9788879599665

CHIMICA GENERALE
PRINCIPI ED APPLICAZIONI MODERNE
R. H. Petrucci; F. G. Herring; J. D. Madura; C. Bissonnette
Editore: PICCIN
ISBN: 978-88-299-2933-7

ESERCIZIARI:
CHIMICA. ESERCIZI E CASI PRATICI
P. D'Arrigo, A. Famulari, C. Gambarotti, M. Scotti
Editore: EDISES
ISBN: 9788879599634

STECHIOMETRIA DAL TESTO DI M. FRENI E A. SACCO
A. Caselli, S. Rizzato, F. Tessore
Editore: EDISES
ISBN: 9788836230310
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La verifica dell'apprendimento avviene attraverso un esame finale che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova scritta multipla. La prova scritta si compone di due parti: Parte A (esercizi di stechiometria dello stesso tipo di quelli svolti a lezione) e Parte B: (domande aperte, brevi esercizi di chimica generale, domande a risposte vero o falso).
CHIM/03 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA - CFU: 9
Esercitazioni: 36 ore
Lezioni: 48 ore
Docente: Rizzato Silvia
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
mercoledì e venerdì su appuntamento dalle 16.00 - 17.30
Dipartimento di Chimica, Corpo A, stanza 1402