Scheda Insegnamento: CHIMICA GENERALE E INORGANICA A.A. 2017/2018
  • Corso di Laurea: BIOTECNOLOGIE (L-2)
  • Codice: 14963
  • Crediti: 8
  • Anno Off. Formativa: 2017/2018
  • Anno di Corso: 1
  • Erogazione: II semestre
  • Docente: FELICE GRANDINETTI

Programma

Obiettivi formativi
Scopo del corso è quello di fornire i principi di base per lo studio della struttura atomica della materia, delle condizioni di formazione dei legami chimici, della reattività, dell’equilibrio chimico e delle proprietà dei principali elementi. La conoscenza di tali concetti è fondamentale per intraprendere lo studio delle materie chimiche caratterizzanti il corso di laurea.

Risultati di apprendimento (Descrittori di Dublino)
Al termine del corso lo studente dovrà mostrare di:

A) conoscere i principi fondamentali della Chimica Generale e Inorganica: la struttura dell’atomo, le proprietà degli elementi e la loro capacità di formare composti, le strutture molecolari, le reazioni chimiche, gli scambi di energia, gli stati della materia, la cinetica chimica, gli equilibri in soluzione, le proprietà acido-base, l'elettrochimica, la chimica degli elementi dei gruppi principali

B) aver acquisito competenze applicative con riferimento al bilanciamento di reazioni, calcoli stechiometrici e risoluzione di problemi sugli acidi-basi, prodotto di solubilità ed elettrochimica

C) essere in grado di valutare e risolvere autonomamente problemi riguardanti i contenuti del corso

D) aver sviluppato una buona capacità espositiva orale e scritta dei concetti acquisiti

E) essere in grado di approfondire gli argomenti in contesti diversi ed in modo autonomo

Programma
Concetti introduttivi.
Stati di aggregazione della materia. Sistemi omogenei ed eterogenei. Sostanze ed elementi chimici.
Teoria atomica della materia. Proprietà atomiche: massa e dimensioni. Scala dei pesi atomici. Numero di Avogadro, concetto di mole. Simboli chimici e loro significato quantitativo.
Struttura dell' atomo: Modello di Bohr. Principio di indeterminazione. Natura ondulatoria dell'elettrone. Equazione di Schrodinger. Orbitali atomici. Numeri quantici. Configurazione elettronica degli elementi. Regole dell Aufbau. Il sistema periodico degli elementi. Proprietà periodiche.
Il legame chimico: Legame ionico, covalente e di coordinazione. Proprietà del legame: ordine, distanza ed energia. Elettronegatività e momento dipolare. Teoria del legame chimico: orbitali ibridi, risonanza e mesomeria. Proprietà magnetiche delle molecole. Legami intermolecolari. Legame a idrogeno.
Formule chimiche. Nomenclatura dei composti inorganici. Numero di ossidazione. Struttura di molecole e ioni tipici.
Lo stato gassoso: Leggi dei gas. Equazione di stato per i gas ideali. Gas reali (cenni).
Lo stato solido: Strutture cristalline e loro simmetrie. Solidi molecolari, ionici, covalenti e metallici.
Termodinamica chimica: Calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Entalpia e legge di Hess. Entropia. Secondo principio della termodinamica. Energia libera. Terzo principio della termodinamica.
Equilibrio chimico: Criteri di spontaneità ed equilibrio nelle reazioni chimiche. Legge di azione di massa e sua derivazione. Isoterma ed isocora di van't Hoff. Equilibri omogenei ed eterogenei.
Soluzioni: Concentrazione e sue unità di misura. Proprietà colligative delle soluzioni ideali.
Equilibri acido-base: Definizioni generali. Forza degli acidi e delle basi. Struttura e proprietà acido-base. Autoionizzazione dell' acqua. Il pH. Calcolo del pH di soluzioni di acidi, di basi e di sali. Soluzioni tampone. Titolazioni acido-base e curve di titolazione.
Equilibri di solubilità: Solubilità e fattori che la influenzano. Prodotto di solubilità. Effetto dello ione a comune.
Cinetica chimica: Velocità di reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione. Catalisi.
Elementi di chimica inorganica: Composti inorganici di interesse biologico ed ambientale: ossigeno ed ozono, ossidi dell'azoto, ossidi dello zolfo, composti del fluoro e del cloro.

Il Corso prevede lo svolgimento di calcoli stechiometrici relativi agli argomenti teorici sopra elencati.

Testi consigliati

1) M. Casarin, L. Casella, R. d'Agostino, A. Filippi, F. Grandinetti, R. Purrello, N. Re, M. Speranza, Chimica Generale e Inorganica, Edi-Ermes
2) F. Cacace, M. Schiavello, Stechiometria, Bulzoni
3) Dispense dal materiale utilizzato a lezione
4) Raccolta di esercizi d'esame

Propedeuticità

Nessuna propedeuticità

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 56

Valutazione del profitto

Prova in itinere, prova scritta, prova orale

Descrizione dei metodi di accertamento

L'accertamento viene effettuato mediante una prova scritta, consistente nella risoluzione di esercizi numerici di stechiometria, ed un colloquio orale sugli argomenti trattati nel corso. Sono inoltre previste prove in itinere il cui superamento consente l'esonero dallo svolgimento della prova scritta.

La prova scritta verte, in particolare, sui seguenti argomenti: calcoli stechiometrici generali, bilanciamento di ossidoriduzioni, leggi dei gas, unità di concentrazione, proprietà colligative delle soluzioni, equilibri chimici, equilibri acido-base e podotto di solubilità

La prova orale è volta ad accertare il grado di assimilazione dei concetti teorici illustrati nel corso. Lo studente viene tipicamente invitato a scrivere la formula di struttura di un semplice composto inorganico e a discuterne le proprietà chimiche e fisiche, facendo uso di leggi generali e dei principi della termodinamica. Viene inoltre generalmente verificato il grado di conoscenza delle proprietà delle soluzioni, dell'equilibrio chimico e degli equilibri acido-base. Si richiede inoltre la conoscenza dei principi generali della cinetica chimica.

Alcuni dei contenuti del corso verranno inoltre illustrati mediante esercitazioni pratiche di laboratorio.

Luogo lezioni

Orario lezioni

Come da orario pubblicato sul sito

Comunicazioni

Martedì e Mercoledì, ore 15:00-17:00
Dipartimento per la Innovazione nei sistemi Biologici, Agroalimentari e Forestali (DIBAF)
Blocco D, II piano stanza 310B Tel. 0761-357126