Chimica fisica

A.A. 2021/2022
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
CHIM/02
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Obiettivo del Corso è fornire allo studente le conoscenze di base nell'ambito della termodinamica e della cinetica chimica, nonché alcuni elementi di elettrochimica. I contenuti del corso, che approfondiscono alcuni argomenti già presentati nel corso di Fisica Generale, hanno lo scopo di consolidare l'attitudine dello studente al ragionamento quantitativo e di fornirgli le basi per la corretta interpretazione dei principi alla base della reattività chimica e di alcune delle tecniche analitiche che incontrerà nel corso dei suoi studi.
Risultati apprendimento attesi
Alla fine del corso lo studente conoscerà le basi della termodinamica e della cinetica chimica, oltre ad alcuni rudimenti di elettrochimica. Saprà in grado di comprendere le basi concettuali e formali delle principali problematiche chimico-fisiche considerate ed applicare quanto studiato alla soluzione di semplici esercizi.
Programma e organizzazione didattica

Linea Unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre
Le lezioni frontali si svolgeranno in modalità sincrona, secondo l'orario previsto, usando la piattaforma MS Teams. Le lezioni saranno anche registrate e rese disponibili sulla piattaforma Ariel. Gli esami si svolgeranno utilizzando il software Moodle. Gli esercizi da svolgere (dello stesso tipo dell'esame tradizionale pre-emergenza) saranno risolti dallo studente che dovrà poi selezionare le risposte che ritiene corrette in un insieme di risposte proposte. Non sarà in questo caso richiesto di riportare i passaggi. Eventuali esami in presenza per chi non potesse sostenere l'esame online saranno svolti con la stessa formula (risposte multiple) per evitare disparità di trattamento.
Programma
Termodinamica:
Le proprietà dei gas. Gas perfetti e gas reali.
Equilibrio termodinamico. Reversibilità di un processo. Il primo principio della termodinamica. Termochimica.
Il secondo principio della termodinamica. Entropia.
Energia Libera. Potenziale chimico di una sostanza pura.
Transizioni di fase delle sostanze pure. Elementi di cinetica delle transizioni di fase del primo ordine.
Miscele semplici. Potenziale chimico di una sostanza in miscela.
Equilibrio Chimico. Costanti di equilibrio. Influenza di temperatura e pressione sull'equilibrio chimico.

Cinetica chimica:
La velocità delle reazioni chimiche. Ordine di reazione. Molecolarità. Equazioni empiriche per la descrizione di reazioni semplici.
Reazioni parallele. Reazioni consecutive. Metodi approssimati di soluzione.
Meccanismi di reazioni complesse.
La dinamica delle reazioni. Teoria delle collisioni. Cenni alla teoria dello stato di transizione.
Catalisi.

Applicazione dei concetti di chimica fisica discussi a problemi di interesse biologico, ad esempio:
Proteine antigelo e loro possibili applicazioni
Catalisi enzimatica
Termodinamica e cinetica delle interazioni farmaco-recettore
Folding di proteine
Prerequisiti
Conoscenze di base di chimica, fisica e matematica
Metodi didattici
Lezioni frontali con svolgimento di esercizi (vedi sezione Didattica Emergenziale per ulteriori dettagli).
Materiale di riferimento
P. Atkins, J. De Paula, "Atkins' Physical Chemistry", Oxford University Press
Alberto Gambi, Esercizi di Chimica Fisica, Zanichelli
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame finale è costituito da una prova scritta la cui valutazione è in trentesimi.
La prova consta di 4 esercizi. Ad ognuno è assegnato un punteggio complessivo di 7.5/30, per un totale di 30/30. Ciascun esercizio può articolarsi in diversi quesiti, nel qual caso ognuno dei quesiti ha un suo punteggio specifico, per un totale comunque di 7.5/30. Un errore di concetto nella soluzione di un esercizio o di una sua parte porta ad un punteggio 0 per l'esercizio o la sua parte rispettivamente. Errori nelle unità di misura o l' omissione delle stesse sono considerati errori di concetto. E' richiesto di riportare nel tema d'esame tutti i passaggi relativi allo svolgimento degli esercizi (vedi sezione didattica di emergenza su questo punto). La prova di esame dura 2 ore. E' consentito l'uso della calcolatrice. Non è consentito l'uso di appunti, libri di testo, computer e telefoni cellulari.
CHIM/02 - CHIMICA FISICA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docente/i
Ricevimento:
Da lunedì a venerdì dalle 10 alle 12, previo appuntamento fissato via mail
Dipartimento di Chimica, locale R08, piano terra, corpo B