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CHIMICA AGRARIA I E ORGANICA

Anno accademico e docente
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English course description
Anno accademico
2022/2023
Docente
SILVIA RITA STAZI
Crediti formativi
12
Periodo didattico
Secondo Semestre

Obiettivi formativi

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Modulo: 000148 - CHIMICA ORGANICA
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Chimica Agraria I
Obiettivo di questo insegnamento è di introdurre lo studente alla conoscenza degli elementi costitutivi il terreno e dei processi chimici e chimico-fisici che in esso avvengono.
Sarà affrontato lo studio del ruolo della sostanza organica, al ciclo dell’azoto, del fosforo e ai cicli biogeochimici di nutrienti essenziali per la nutrizione delle piante.


Chimica Organica I
Gli obiettivi del corso di chimica organica sono incentrati sul riconoscimento delle principali classi di composti organici, sulla reattività che li caratterizza e sulle interazioni che questi hanno con i sistemi biologici. In particolare, gli studenti dovranno apprendere le seguenti conoscenze di base, quali il concetto di reazioni e la nomenclatura degli alcheni, alchini, alcoli aldeidi e chetoni, ammine, acidi carbossilici e derivati degli acidi carbossilici (esteri, ammidi, anidridi, alogenuri acilici, lattami e lattoni) ed infine composti aromatici. Verranno trattate le reazioni di sostituzione nucleofile monomolecolare (SN1) e bimolecolare (SN2) e di eliminazione (E1 ed E2) e le reazioni di ossidazione e riduzione.
Verranno forniti i concetti fondamentali su: proprietà e reattività degli zuccheri in particolare mono e disaccaridi; proprietà chimiche e interazioni biologiche degli amminoacidi; proprietà chimiche e interazioni biologiche delle basi azotate con cenni di chimica degli eterocicli; aspetti stereochimici.
Al termine del corso gli studenti dovranno saper riconoscere le principali classi di composti organici e la loro reattività. Sarà loro richiesta la comprensione della reattività delle maggiori classi di composti naturali quali zuccheri, amminoacidi, proteine e basi del DNA.

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Modulo: 72379 - CHIMICA AGRARIA I
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Chimica Agraria I
Obiettivo di questo insegnamento è di introdurre lo studente alla conoscenza degli elementi costitutivi il terreno e dei processi chimici e chimico-fisici che in esso avvengono.
Sarà affrontato lo studio del ruolo della sostanza organica, al ciclo dell’azoto, del fosforo e ai cicli biogeochimici di nutrienti essenziali per la nutrizione delle piante.

Prerequisiti

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Modulo: 000148 - CHIMICA ORGANICA
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Concetti fondamentali di Chimica Generale ed Inorganica

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Modulo: 72379 - CHIMICA AGRARIA I
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Concetti fondamentali di Chimica Generale ed Inorganica

Contenuti del corso

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Modulo: 000148 - CHIMICA ORGANICA
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Chimica Agraria I
Introduzione ai concetti base di pedogenesi e formazione del suolo.
Composizione del suolo: Silicati. Fillosilicati. Allofane. Ossidi ed idrossidi. Altri minerali non silicatici.
Carboidrati, composti azotati, composti fosforati, composti solforati, lipidi, sostanze umiche. Colloidi minerali ed organici. Origine delle cariche di superficie nei colloidi. Le fasi del terreno. Calcare totale e calcare attivo.
Proprietà del suolo:
Tessitura reale ed apparente. Stato di aggregazione. Formazione e stabilità degli aggregati. Porosità. Densità reale ed apparente. Analisi granulometrica. Assorbimento fisico, chimico e chimico-fisico. Meccanismo dello scambio cationico. Fattori che influenzano lo scambio cationico. Cationi di scambio. Suoli acidi, alcalini, salini. Acidità attiva e scambiabile.
Reazione del suolo:
Il pH del suolo e sua misura. Equilibri acido-base nel suolo. Effetto del pH sull’attività biologica e sulla disponibilità degli elementi nutritivi. Il potere tampone del suolo. Potenziale redox del suolo. Gli organismi del suolo e le interazioni trofiche. I microorganismi del suolo e loro ruolo nel ciclo dei nutrienti.
Il ciclo dei nutrienti nel suolo :
I nutrienti necessari alla crescita della pianta - Il ciclo dell'azoto - Fosforo e zolfo - Potassio, calcio e magnesio –

Chimica Organica I:
Struttura e legame. Isomeri costituzionali. Acidi e basi di Bronsted-Lowry, acidi e basi di Lewis.
L’ibridazione del carbonio. Molecole organiche e gruppi funzionali. Concetti di elettrofilo e nucleofilo.
Alcani e cicloalcani: struttura e nomenclatura. Stereochimica, molecole chirali, achirali e meso. I descrittori R e S; miscele racemiche.
Alogenuri alichilici e arilici, reazioni di sostituzione nucleofila, meccanismi di reazione SN1 e SN2. Carbocationi e loro stabilità.
Reattività di alcoli, eteri ed epossidi. Apertura di anello degli epossidi in condizioni acide e basiche. Le reazioni di eliminazione e la struttura e nomenclatura degli alcheni. I meccanismi E1 ed E2, fattori che influenzano le reazioni di eliminazione.
Caratteristiche strutturali e nomenclatura degli alcheni, isomeria cis/trans e E/Z, la regola di Zaisev. Reazioni, nomenclatura e reattività degli alchini, l’acidità degli alchini terminali, lo ione acetiluro.
Reazioni di eliminazione degli alcoli, le regole di Markovnikov. Idrogenazione, alogenazione ed idratazione degli alcheni, i dieni coniugati e le reazioni 1,2 e 1,4 di addizione.
Il benzene ed i composti aromatici, la regola di Huckel.
Reazioni di sostituzione elettrofila aromatica, reazioni di alogenazione, nitrazione, reazioni di Friedel e Crafts.
Acidi carbossilici e loro derivati, sintesi e nomenclatura. L’esterificazione di Fischer e formazione delle ammidi. Reattività e nomenclatura di aldeidi e chetoni, addizioni nucleofile sulle aldeidi e chetoni, acetali ed emiacetali.
I reattivi di Grignard, chimica e reattività come nucleofili o basi. Zuccheri, reattività e funzioni, le proiezioni di Fischer e l’effetto anomerico.
Ammine, struttura e funzione, nomenclatura e reazioni come basi e nucleofili. Amminoacidi: reattività, struttura e proprietà.
Chiralità negli amminoacidi, peptidi e legame peptidico. Nucleotidi e nucleosidi come basi del DNA, cenni. Principali classi di composti lipidici.

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Modulo: 72379 - CHIMICA AGRARIA I
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Chimica Agraria I
Introduzione ai concetti base di pedogenesi e formazione del suolo.
Composizione del suolo: Silicati. Fillosilicati. Allofane. Ossidi ed idrossidi. Altri minerali non silicatici.
Carboidrati, composti azotati, composti fosforati, composti solforati, lipidi, sostanze umiche. Colloidi minerali ed organici. Origine delle cariche di superficie nei colloidi. Le fasi del terreno. Calcare totale e calcare attivo.
Proprietà del suolo:
Tessitura reale ed apparente. Stato di aggregazione. Formazione e stabilità degli aggregati. Porosità. Densità reale ed apparente. Analisi granulometrica. Assorbimento fisico, chimico e chimico-fisico. Meccanismo dello scambio cationico. Fattori che influenzano lo scambio cationico. Cationi di scambio. Suoli acidi, alcalini, salini. Acidità attiva e scambiabile.
Reazione del suolo:
Il pH del suolo e sua misura. Equilibri acido-base nel suolo. Effetto del pH sull’attività biologica e sulla disponibilità degli elementi nutritivi. Il potere tampone del suolo. Potenziale redox del suolo. Gli organismi del suolo e le interazioni trofiche. I microorganismi del suolo e loro ruolo nel ciclo dei nutrienti.
Il ciclo dei nutrienti nel suolo :
I nutrienti necessari alla crescita della pianta - Il ciclo dell'azoto - Fosforo e zolfo - Potassio, calcio e magnesio –

Metodi didattici

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Modulo: 000148 - CHIMICA ORGANICA
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Il modulo di Chimica Agraria I prevede 48 ore di lezioni con ausilio di slide PowerPoint .

Il modulo di Chimica Organica consta di 48 Ore di lezione frontale in aula con spiegazione alla lavagna, l’utilizzo di slide power point ed utilizzo di modelli tridimensionali per le lezioni di stereochimica.

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Modulo: 72379 - CHIMICA AGRARIA I
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Il modulo di Chimica Agraria I prevede 48 ore di lezioni con ausilio di slide PowerPoint .

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame è diviso in due parti, quella di Chimica Agraria I e quello di Chimica Organica che hanno luogo in due giorni diversi, con unica votazione finale come media dei due voti.

L'esame di Chimica Agraria I consisterà in una prova scritta ed eventuale prova orale a completamento della scritta. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18). La prova scritta prevede 6 domande relative ai principali argomenti trattati nel corso. La durata dell'intera prova sarà di 120 minuti.

L’obiettivo della prova d’esame di Chimica Organica consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati. L’esame consisterà in una prova scritta. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18). La prova scritta prevede 16 domande relative ai principali argomenti trattati nel corso. La durata dell'intera prova sarà di 30 minuti. Ogni domanda viene valutata con un massimo di 2 punti e la prova risulta superata con un minimo di 18 punti su 30.

Testi di riferimento

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Modulo: 000148 - CHIMICA ORGANICA
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Chimica Agraria I:
Sequi P, Ciavatta C, Miano T. -Fondamenti di chimica del suolo- Patron-Bologna
White Robert E.-Principles and Practice of Soil Science: The Soil as a Natural Resource, 4th Edition-
Wiley-Blackwell


Chimica Organica:
Introduzione alla chimica organica, W. H. Brown e T. Poon, EDISES

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Modulo: 72379 - CHIMICA AGRARIA I
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Chimica Agraria I:
Sequi P, Ciavatta C, Miano T. -Fondamenti di chimica del suolo- Patron-Bologna
White Robert E.-Principles and Practice of Soil Science: The Soil as a Natural Resource, 4th Edition-
Wiley-Blackwell