Chimica generale e inorganica/laboratorio di chimica generale e inorganica

A.A. 2019/2020
12
Crediti massimi
144
Ore totali
SSD
CHIM/03
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'insegnamento ha lo scopo di introdurre gli studenti alle basi della Chimica e dell'attivita' di laboratorio. E' articolato in due moduli e comprende lezioni frontali, esercitazioni numeriche su conti stechiometrici e attivita' di laboratorio.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente dovra' essere in grado di comprendere le basi della chimica sia nei suoi aspetti teorici che pratici.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Prerequisiti e modalità di esame
Non sono richieste conoscenze preliminari
Exam
Due prove scritte. La prova per il modulo di Chimica Generale e Inorganica è un test con 20 domande per la maggior parte a multiple choice. Per il modulo di Laboratorio di Chimica Generale e Inorganica allo studente viene proposta la risoluzione di 5 esercizi su tutto il programma, con l'obiettivo di verificare che abbia acquisito non solo le nozioni, ma soprattutto la capacità di ragionare. Per ciascuna delle due prove lo studente ha a disposizione due ore e mezzo e la valutazione è in trentesimi. Ci sono due prove in itinere per ciascun modulo. Per ciascuno di questi, se passate entrambe, sostituiscono l'esame finale.
Modulo: Chimica generale e inorganica
Programma
Atomi e loro struttura. Particelle elementari. La quantizzazione dell'energia. Numeri quantici e rappresentazione grafica degli orbitali. Regole di Pauli e di Hund. Il sistema periodico degli elementi. Tavola periodica. Energia di ionizzazione. Affinità elettronica. Il legame chimico. Legame ionico. Legame covalente. Interazioni elettrostatiche. Orbitali ibridi. Orbitali molecolari. Geometria molecolare, formule di Lewis e modello VSEPR. Lo stato solido e gassoso. Raggi atomici. Leggi dei gas. Comportamento dei gas reali. Termodinamica chimica. Primo principio della termodinamica. Calore di reazione e entalpia. Entropia e secondo principio della termodinamica. Terzo principio della termodinamica. Energia libera e costante di equilibrio. Stato liquido e soluzioni. Legge di Raoult. La distillazione. Soluzioni sature e solubilità. La pressione osmotica. Solubilità dei gas nei liquidi. Velocità di reazione. Ordine di reazione. Meccanismi di reazione. Energia di attivazione. Velocità di reazione e equilibrio chimico. I catalizzatori. Acidi e basi. Teoria di Arrhenius. Acidi e basi secondo Broensted e Lewis. Forza degli acidi e delle basi. Prodotto ionico dell'acqua e pH. Elettrochimica. Conducibilità elettrica delle soluzioni acquose. Le pile. Potenziali di ossidoriduzione. L'elettrolisi. Pile di pratico impiego. Composti di coordinazione. Leganti chelanti e polidentati. Complessi π. Isomeria nei composti di coordinazione. Radioattività e chimica nucleare. I materiali moderni: semiconduttori, ceramici, nanoparticelle. Chimica inorganica. Proprietà periodiche. Idrogeno e suoi composti. Alcuni processi industriali.
Metodi didattici
Le lezioni e le esercitazioni, svolte dal docente, sono effettuate con l'ausilio di presentazioni Powerpoint, disponibili on-line tramite Ariel.
La frequenza alle lezioni è raccomandata
Materiale didattico e bibliografia
Brown, LeMay, Bursten, Murphy, Woodward, Stolzfus, Fondamenti di Chimica, 4a ed. italiana, EdiSES.
Atkins, Overton, Rourke, Weller, Armstrong, Chimica Inorganica, 2a ed. italiana, Zanichelli
Presentazioni Powerpoint delle lezioni, disponibili su Ariel
Modulo: Laboratorio di chimica generale e inorganica
Programma
Materia e misure. Numero di Avogadro. Mole. Pesi atomici e molecolari. Formule chimiche. Calcolo della composizione percentuale in peso degli elementi in un composto. Calcolo della composizione percentuale di una miscela di più composti. Rapporti in moli e in peso nelle reazioni chimiche. Equazioni chimiche bilanciate, agente limitante. Resa, conversione e selettività di una reazione. Reazioni di precipitazione, acido-base, ossidazione-riduzione. Equivalente. Soluzioni e concentrazione. I gas ideali e le leggi relative. Equilibrio chimico: costanti di equilibrio, effetto delle variazioni di concentrazione, pressione e temperatura. Equilibri ionici in soluzione acquosa: elettroliti forti e deboli; soluzioni neutre, acide e basiche; pH e pOH; acidi e basi, idrolisi, soluzioni tampone; equilibri multipli. Complessometria. Equilibri di precipitazione: solubilità e prodotto di solubilità. Effetto dello ione comune, del pH e della presenza di agenti complessanti sugli equilibri di precipitazione.
Esercitazioni pratiche in laboratorio a banco singolo (28 ore).
Metodi didattici
Lezioni ed esercitazioni di stechiometria sono parzialmente svolte alla lavagna e parzialmente presentate con l'ausilio di Powerpoint. I file corrispondenti sono disponibili su Ariel. Le esercitazioni di laboratorio sono svolte individualmente da ogni studente in un laboratorio apposiìtamente attrezzato.
La frequenza alle esercitazioni di laboratorio è obbligatoria, quella alle lezioni ed esercitazioni in aula è fortemente raccomandata.
Materiale didattico e bibliografia
Slides presentate dal docente ed esercizi svolti a lezione. Dispense delle esercitazioni di laboratorio.
Testi di riferimento:
1) Caselli-Rizzato-Tessore, "Stechiometria dal testo di M. Freni e A. Sacco", EdiSES
2) Lausarot-Vaglio "Stechiometria per la Chimica Generale" - Piccin
3) Clerici-Morrocchi "Esercitazioni di Chimica" - Schonenfeld & Ziegler
Pagina web del corso /https://ftessorelcgi.ariel.ctu.unimi.it (accesso con le credenziali UniMi)
Moduli o unità didattiche
Modulo: Chimica generale e inorganica
CHIM/03 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA - CFU: 6
Esercitazioni: 32 ore
Lezioni: 32 ore

Modulo: Laboratorio di chimica generale e inorganica
CHIM/03 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA - CFU: 6
Laboratori: 64 ore
Lezioni: 16 ore

Docente/i
Ricevimento:
Lunedì e Mercoledì, ore 14.30-16.30
Studio del docente, piano terra del Dip. di Chimica