CHIMICA GENERALE E INORGANICA
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2022/2023
- Docente
- ALESSANDRA MOLINARI
- Crediti formativi
- 9
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- CHIM/03
Obiettivi formativi
- - Conoscitivi: acquisizione della abilità di utilizzare il linguaggio chimico e di adoperarlo proficuamente.
- Operativi: acquisizione della capacità di applicare a tipologie diverse di situazioni/problemi i concetti generali appresi. Acquisizione della capacità di risolvere semplici problemi numerici inerenti la chimica generale e di svolgere semplici operazioni di laboratorio (pesate, uso vetreria volumetrica, pHmetri). Acquisizione di una sensibilità alla sicurezza, al rispetto dell'ambiente, al risparmio delle risorse e alla gestione responsabile dei rifiuti di laboratorio.
Risultati attesi: dopo aver frequentato le lezioni e il laboratorio e dopo aver studiato autonomamente la materia, lo studente/studentessa sarà in grado di rappresentare le sostanze attraverso i simboli e le formule, di prevedere la geometria delle molecole e alcune loro proprietà. Saprà dedurre informazioni dalla Tavola Periodica degli Elementi. Avrà acquisito la capacità di rappresentare una trasformazione chimica attraverso un’equazione di reazione bilanciata e di utilizzarla in modo quantitativo. Saprà risolvere calcoli stechiometrici fondamentali e svolgere semplici operazioni di laboratorio (pesare, portare a volume, misurare il pH) con attenzione alla sicurezza e alla gestione dei rifiuti. Prerequisiti
- Nozioni base della fisica acquisite nella scuola superiore, conoscenza delle unità di misura più comuni ed equivalenze. Nozioni di base di matematica, in particolare: equazioni di primo e secondo grado, logaritmi, notazione esponenziale, proprietà delle potenze, utilizzo di grafici bidimensionali.
Nozioni base della chimica acquisite nella scuola superiore.
Non vi sono regole di propedeuticità. Contenuti del corso
- PARTE PRIMA: come è fatta la materia (24 ore, 3 crediti)
- Il linguaggio della chimica - elementi, composti, miscele. Sistemi omogenei e eterogenei. I costituenti della materia e loro rappresentazione
- Massa atomica assoluta e relativa, peso molecolare, peso formula. Numero di Avogadro. Concetto di mole, significato quantitativo di formule ed equazioni chimiche.
- Nomenclatura per la chimica inorganica - dalla formula al nome e viceversa.
- Struttura dell’atomo - Numero atomico e numero di massa. Isotopi.
- Alcuni modelli dell’atomo di idrogeno. Orbitali e numeri quantici. Atomi polielettronici. Aufbau. Configurazione elettronica e posizione nella tavola periodica, proprietà periodiche.
- Il legame chimico – Teoria VB. Concetto di legame. Carattere ionico e carattere covalente. Elettronegatività. Ordine di legame: legami semplici, doppi, tripli. Polarità del legame, lunghezza, energia di legame. Strutture di Lewis, ibridazione, VSEPR, risonanza. Rappresentazioni di molecole comuni, deduzione della geometria e delle proprietà. Cenni sulla teoria degli orbitali molecolari: alcuni esempi. Legame dativo e composti di coordinazione. Legame metallico. Interazioni intermolecolari. Legame idrogeno.
- Stati fisici della materia - Stato gassoso: leggi dei gas, equazione di stato dei gas perfetti, principio di Avogadro. Miscele di gas. Pressioni parziali e legge di Dalton. I gas reali. Cenni su stato solido e liquido. I passaggi di fase, discussione di diagrammi di stato.
- Le soluzioni - Tipi di soluzione, solubilità. Concentrazione e vari modi di esprimerla. Soluzioni acquose, proprietà degli elettroliti. Preparazione delle soluzioni e diluizione. Proprietà colligative.
PARTE SECONDA: come la materia si trasforma (32 ore - 4 crediti)
- Le reazioni - Trasformazioni chimiche e fisiche.
- Aspetti qualitativi: reazioni acido-base e redox - equazioni ioniche, reazioni di precipitazione.
- Aspetti quantitativi: bilanciamento, rapporti stechiometrici, reagente limitante, reagente in eccesso, resa.
- Le reazioni in fase gassosa e in soluzione. L’equivalente e la normalità.
- Termodinamica di una reazione: primo principio. Entalpia. Entropia, energia libera. Secondo principio e spontaneità delle reazioni. Cenni
- Cinetica chimica: cenni. Velocità di reazione e suo controllo. Ordine di reazione. Catalisi.
- Equilibrio chimico: definizione, costanti di equilibrio, legge di azione di massa, principio di Le Chatelier. Equilibri omogenei in fase gassosa. Equilibri e temperatura. Energia libera ed equilibrio.
- Acidi e basi ed equilibri in soluzione acquosa. Dissociazione ionica e prodotto ionico dell’acqua, il pH. Acidi e basi: varie definizioni, forza, costanti di dissociazione e loro uso, grado di dissociazione. - - Acidi poliprotici, idrolisi dei sali, anfoterismo, soluzioni tampone.
- Equilibri eterogenei - Prodotto di solubilità. Reazioni di precipitazione.
- Elettrochimica - Pile. Equazione di Nernst. Le ossidoriduzioni spontanee e non spontanee. La serie elettrochimica.
- Determinazione delle costanti di equilibrio delle ossidoriduzioni. Elettrolisi, leggi di Faraday, alcune applicazioni.
PARTE TERZA: CHIMICA INORGANICA (8 ore – 1 credito)
- La Tavola Periodica e le informazioni da essa deducibili.
- Per alcuni elementi dei gruppi rappresentativi: stato naturale, preparazione industriale e di laboratorio, proprietà. Composti principali e loro preparazioni e proprietà. Cenni sugli inquinanti inorganici.
- Chimica degli elementi di transizione del blocco d: alcuni esempi con riferimento alla chimica di coordinazione.
LABORATORIO: 4 esercitazioni da 3 ore ciascuna (in totale ogni studente svolge attività pratica di tipo laboratoriale per 12 ore che equivalgono ad 1 CFU). L’attività di laboratorio si articola in 4 esperienze.
ESERCITAZIONE 1: il laboratorio, le sostanze chimiche, la mole, la densità.
ESERCITAZIONE 2: le reazioni
ESERCITAZIONE 3: le soluzioni
ESERCITAZIONE 4: acidi, basi, pH Metodi didattici
- L'insegnamento verrà erogato esclusivamente in PRESENZA in aula e in laboratorio. NON sarà disponibile nessuna forma di lezione a distanza sincrona o non sincrona (cioè videoregistrata). La parte di attività pratica in laboratorio si svolgerà approssimativamente nel mese di novembre. L'accesso al laboratorio è vincolato all'ottenimento dell'attestato di sicurezza "rischio basso".
Si utilizzerà la Classroom come ambiente virtuale in cui scambiare materiale didattico e informazioni di tipo organizzativo. Lo studente deve pertanto iscriversi alla Classroom utilizzando il codice gjdz7jt Modalità di verifica dell'apprendimento
- L'esame finale è composto da una prova scritta e una prova orale.
La prova scritta consta di due sezioni: la Sezione 1 è composta da 5 domande sulla Parte Prima dei contenuti (ad esclusione del legame chimico). Ogni domanda svolta correttamente vale 2 punti. La Sezione 1 è superata con punteggio maggiore o uguale a 6.
La Sezione 2 consta anch'essa di 5 esercizi numerici sulla Parte Seconda dei contenuti. Ogni esercizio svolto correttamente vale 4 punti. La Sezione 2 è superata con punteggio maggiore o uguale a 12.
Lo scritto è approvato SOLO se sono superate entrambe le sezioni. Quindi complessivamente la prova scritta è superata con punteggio maggiore o uguale a 18. Il tempo a disposizione per lo scritto è di 90 minuti. E’ incoraggiato l’uso della tavola periodica, sono consentiti la consultazione di testi e tabelle e l’uso della calcolatrice.
Uno scritto approvato è indispensabile per l’ammissione all’orale.
Lo scritto ha validità per non più di 6 mesi. Entro la scadenza lo studente deve sostenere e superare il colloquio orale.
L’orale verterà sul legame chimico, sulla Parte terza dei contenuti, e sulla attività pratica svolta in laboratorio.
La valutazione finale si basa sul colloquio orale che deve essere valutato positivamente di per sè (con votazione da 18 a 30Lode) e sulla valutazione ottenuta nel compito scritto.
Per ottenere il punteggio massimo nell’esame, anche lo scritto deve essere perfetto (5 risposte corrette su 5 esercizi/domande in ciascuna Sezione).
Nel corso dell’anno solare verranno fissati 6/7 appelli. Testi di riferimento
- J. C Kotz, P. M. Treichel, J. R. Townsend - CHIMICA - Edises VI o VII edizione
and
I. Bertini, F.Mani - Stechiometria - Ambrosiana, Milano
