Chimica e laboratorio

A.A. 2016/2017
Insegnamento per
9
Crediti massimi
84
Ore totali
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, cinetica, termodinamica), il cui apprendimento è indispensabile per il proseguimento di uno studio di tipo geologico.
Comprensione del linguaggio chimico e conoscenza degli argomenti di base (materia, stechiometria, struttura atomo, legame chimico, reattività, equilibrio chimico, cinetica, termodinamica)

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Esercitazioni: 36 ore
Lezioni: 48 ore
Programma
LA MATERIA E LA SUA MISURA: Tipi di materia, Misure, Proprietà delle sostanze. ATOMI, MOLECOLE E IONI: Gli atomi e la teoria atomica, I componenti dell'atomo, Introduzione alla tavola periodica, Molecole e ioni, Formule dei composti ionici, Nomi dei composti. RELAZIONI DI MASSA IN CHIMICA; STECHIOMETRIA: Masse atomiche, La mole, Le relazioni di massa nelle formule chimiche, Le relazioni di massa nelle reazioni. REAZIONI IN SOLUZIONE ACQUOSA: Concentrazione dei soluti; molarità; Reazioni di precipitazione; Reazioni acido-base. I GAS: Misurazioni nei gas; La legge dei gas ideali; Calcoli con la legge dei gas; Stechiometria delle reazioni in fase gassosa; Le miscele di gas: pressioni parziali e frazioni molari; La teoria cinetica dei gas; I gas reali. STRUTTURA ELETTRONICA E LA TAVOLA PERIODICA: Luce, energie dei fotoni e spettri atomici; L'atomo di idrogeno; Numeri quantici; Orbitali atomici: forma e dimensioni; Configurazioni elettroniche negli atomi; Diagrammi orbitalici degli atomi; Disposizione elettronica negli ioni monoatomici; Andamenti periodici nelle proprietà degli atomi.IL LEGAME COVALENTE: Le strutture di Lewis; la regola dell'ottetto; Geometria molecolare; Polarità delle molecole; Orbitali atomici; ibridizzazione. TERMOCHIMICA: Principi del flusso di calore; Misura del flusso di calore; calorimetria; Entalpia; Equazioni termochimiche; Entalpie di formazione; Entalpia di legame; La prima legge della termodinamica. LIQUIDI E SOLIDI: Equilibrio liquido-vapore; Diagrammi delle fasi; Sostanze molecolari; forze intermolecolari; Solidi a reticolo covalente, ionici e metallici; Strutture cristalline. LE SOLUZIONI: Unità di concentrazione; Principi di solubilità; Proprietà colligative dei non elettroliti; Proprietà colligative degli elettroliti. VELOCITÀ DI REAZIONE: Significato di velocità di reazione; Velocità di reazione e concentrazione; Concentrazione dei reagenti e tempo; Modelli per la velocità di reazione; Velocità di reazione e temperatura; Meccanismi di reazione. EQUILIBRIO CHIMICO DEI GAS: Il sistema in equilibrio N2O4-NO2; L'espressione della costante di equilibrio; Determinazione di K; Applicazioni della costante di equilibrio; Effetto delle variazioni delle condizioni su un sistema in equilibrio. ACIDI E BASI: Il modello acido-base di Brønsted-Lowry; Il prodotto ionico dell'acqua; pH e pOH; Acidi deboli e loro costanti di equilibrio; Basi deboli e loro costanti di equilibrio; Proprietà acido-base delle soluzioni saline. EQUILIBRI NELLE SOLUZIONI ACIDO-BASE: I tamponi; Indicatori acido-base; Titolazioni acido-base. IONI COMPLESSI: Composizione degli ioni complessi; Geometria degli ioni complessi; Struttura elettronica degli ioni complessi; Costanti di formazione degli ioni complessi. EQUILIBRI DI PRECIPITAZIONE: Formazione del precipitato; prodotto di solubilità (Kps); Solubilizzazione di precipitati. SPONTANEITÀ DI UNA REAZIONE: Processi spontanei; Entropia, S; Energia libera, G; Variazione di energia libera standard, G°; Effetto di temperatura, pressione e concentrazione sulla spontaneità di una reazione; Variazione di energia libera e la costante di equilibrio; Additività delle variazioni di energia libera; reazioni accoppiate. ELETTROCHIMICA: Celle voltaiche; Potenziali standard; Relazioni tra E°, G° e K; Effetto della concentrazione sul potenziale; Celle elettrolitiche; Pile commerciali. REAZIONI NUCLEARI: La radioattività; La velocità del decadimento radioattivo; Relazioni massa-energia; Fissione nucleare; Fusione nucleare. LA CHIMICA DEI METALLI: La metallurgia; Le reazioni dei metalli alcalini e alcalino-terrosi; La chimica di ossidoriduzione dei metalli di transizione. LA CHIMICA DEI NON METALLI: Gli elementi e la loro preparazione; I composti con idrogeno dei non metalli; I composti con ossigeno dei non metalli; Ossiacidi e ossianioni.
Propedeuticità
nessuna
Prerequisiti e modalità di esame
Nessun prerequisito.

L'esame è scritto (con eventuale discussione dell'elaborato) e consiste di
20 domande a risposta multipla + 5 domande generali o esercizi numerici
NB la seconda parte del compito sarà considerata solo se si raggiungerà almeno il 55% del punteggio massimo conseguibile nelle domande della prima parte
Metodi didattici
Modalità di esame: Scritto con discussione dell'elaborato; Ai fini della registrazione solo ORALE
Modalità di frequenza: Fortemente consigliata;
Modalità di erogazione: Tradizionale
Materiale didattico e bibliografia
Masterton-Hurley CHIMICA Principi e Reazioni PICCIN
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
Lunedi 14.30 - 18.30