Chimica fisica i
A.A. 2023/2024
Obiettivi formativi
Si vuole stimolare la comprensione degli aspetti teorici e pratici della Termodinamica Chimica, interpretando i fenomeni chimici mediante leggi di validita' generale. Si studieranno gli scambi di energia tra il sistema in studio e l'ambiente nelle condizioni in cui il sistema e' in equilibrio oppure in cui il sistema tende ad evolvere spontaneamente.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente acquisisce conoscenze di Termodinamica applicabili a sistemi di interesse chimico in condizioni di equilibrio. Utilizza la Termodinamica classica nello studio di equilibri di fase in sistemi monocomponente e a piu' componenti e nella trattazione dell'equilibrio chimico. Lo studente acquisisce le competenze necessarie per comprendere i principi fisici che sono alla base dei fenomeni chimici ed e' introdotto alle applicazioni della termodinamica a semplici problemi applicativi.
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
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Le proprietà dei gas: gas perfetti e miscele gassose perfette, gas reali, equazioni di stato.
Il primo, il secondo e il terzo principio della Termodinamica: lavoro, energia interna, calore, entalpia, entropia, energie di Helmholtz e di Gibbs, l'equazione fondamentale, il potenziale chimico.
Equilibri di fase: regola delle fasi, diagrammi di stato, equilibri di fase in sistemi a un solo componente, l'equazione di Clausius-Clapeyron.
La tensione di vapore, diagrammi di fase di sistemi binari.
Termochimica: variazioni standard di entalpia, entalpie standard di formazione, dipendenza dalla temperatura, misure calorimetriche. delle soluzioni: soluzioni ideali, leggi di Raoult e di Henry, proprietà colligative per soluzioni ideali; soluzioni non ideali, attività, coefficienti di attività e loro determinazione.
Equilibri di reazione: costante di equilibrio per reazioni in fase gassosa e in soluzione, dipendenza della costante di velocità dalla temperatura, reazioni simultanee e indipendenti.
Soluzione numerica di problemi di termodinamica chimica.
Il primo, il secondo e il terzo principio della Termodinamica: lavoro, energia interna, calore, entalpia, entropia, energie di Helmholtz e di Gibbs, l'equazione fondamentale, il potenziale chimico.
Equilibri di fase: regola delle fasi, diagrammi di stato, equilibri di fase in sistemi a un solo componente, l'equazione di Clausius-Clapeyron.
La tensione di vapore, diagrammi di fase di sistemi binari.
Termochimica: variazioni standard di entalpia, entalpie standard di formazione, dipendenza dalla temperatura, misure calorimetriche. delle soluzioni: soluzioni ideali, leggi di Raoult e di Henry, proprietà colligative per soluzioni ideali; soluzioni non ideali, attività, coefficienti di attività e loro determinazione.
Equilibri di reazione: costante di equilibrio per reazioni in fase gassosa e in soluzione, dipendenza della costante di velocità dalla temperatura, reazioni simultanee e indipendenti.
Soluzione numerica di problemi di termodinamica chimica.
Prerequisiti
Matematica, buona conoscenza e utilizzo del calcolo differenziale e integrale. Conoscenza chimica di base, stechiometria delle reazioni chimiche.
Metodi didattici
Lezioni frontali con ausilio con ausilio di proiezioni e/o lavagna "classica" per spiegazioni ulteriori che saranno svolte su richiesta degli studenti
Materiale di riferimento
P.W. Atkins, J. De Paula, Physical Chemistry, Oxford University Press, 9th edition, o altre edizioni per i capitoli attinenti gli argomenti trattati.
K. Denbigh, The Priciples of Chemical Equilibrium, Cambridge University Press.
K. Denbigh, The Priciples of Chemical Equilibrium, Cambridge University Press.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La modalità di esame prevede una prova scritta preliminare, consistente nella risoluzione di problemi di termodinamica chimica, e un colloquio con i due docenti sugli argomenti svolti da ciascuno di loro durante le lezioni.
Durante il colloquio, gli studenti saranno chiamati a dimostrare di aver compreso i fondamenti della termodinamica chimica e di essere in grado di sviluppare le equazioni termodinamiche, di saperle applicare in modo logico e di saper argomentare i risultati che si ottengono in applicazione a diversi sistemi illustrati nell'insegnamento.
Durante il colloquio, gli studenti saranno chiamati a dimostrare di aver compreso i fondamenti della termodinamica chimica e di essere in grado di sviluppare le equazioni termodinamiche, di saperle applicare in modo logico e di saper argomentare i risultati che si ottengono in applicazione a diversi sistemi illustrati nell'insegnamento.
CHIM/02 - CHIMICA FISICA - CFU: 6
Esercitazioni: 8 ore
Lezioni: 44 ore
Lezioni: 44 ore
Docenti:
Chiarello Gian Luca, Gervasini Antonella
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
Tutti i giorni previo appuntamento
Ricevimento:
Su richiesta via e-mail
Stanza R25S Piano rialzato, corpo B del Dipartimento di Chimica