Chimica - (9 cfu)

Finalità

Fornire una solida conoscenza dei principi fondamentali della chimica
Sottolineare la relazione fra teoria e applicazioni pratiche e industriali.
Sviluppare negli studenti l’abilità a pensare criticamente e a risolvere i problemi.
Accrescere in essi la consapevolezza dell’importanza della chimica e della scienza in generale nella vita contempoanea.

Programma

Le leggi fondamentali della chimica. La struttura dell’atomo. Cenni storici. La radiazione elettromagnetica. Spettri atomici. Quantizzazione dell’energia. Modello atomico di Bohr. Particelle fondamentali dell’atomo.

L’atomo quantomeccanico. Numeri quantici. Orbitali e loro energie. Principio di Pauli. Regola di Hund. Principio di aufbau. Configurazioni elettroniche.Sistema periodico. Proprietà periodiche. Nomenclatura. Reazioni chimiche. Ossido-riduzione. Stechiometria

Il legame chimico. Energia di legame. Legame ionico. Legame covalente. Geometria delle molecole. Formule di struttura. Espansione della sfera di valenza. Orbitali ibridi. Metodo LCAO-MO. Metodo VB. Forze intermolecolari. Legame a idrogeno.

Stato gassoso e sue proprietà. Equazione di stato dei gas perfetti e sue applicazioni. Miscele gassose. Velocità molecolari. Gas reali.

Stato liquido.Tensione di vapore dei liquidi. Regola delle fasi. Temperatura di ebollizione e di solidificazione. Tensione di vapore dei solidi. Diagrammi di fase.

Stato solido. Proprietà dei solidi. Celle elementari e sistemi cristallografici. Cristalli ionici, covalenti, molecolari. Legame metallico.

Soluzioni. Tensione di vapore. Legge di Raoult. Proprietà colligative.

Termodinamica chimica. Primo principio. Termochimica. Leggi di Hess. Entalpia normale di formazione. Entalpia di reazione. Combustione. Entropia e secondo principio. Terzo principio. Energia libera di Gibbs. Energia libera di Gibbs e costante di equilibrio.

Equilibri chimici omogenei. Legge d’azione di massa. Principio dell'equilibrio mobile. Dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura. Applicazioni: preparazione industriale di NO, acido nitrico, ammoniaca, acido solforico.

Equilibri ionici. Prodotto di solubilità. Preparazione del carbonato di sodio. Acidi e basi. Teoria di Broensted. pH. Forza degli acidi e delle basi. Acidi poliprotici. Idrolisi. Equilibri eterogenei. Sintesi del gas d’acqua; decomposizione termica del carbonato di calcio e sua importanza tecnica.

Equilibri fra le fasi. Sistemi binari. Sistemi liquido-vapore e liquido-liquido. Miscele azeotropiche. Diagrammi di stato. Studio di leghe.

Elettrochimica. Celle galvaniche. Potenziali di elettrodo. Potenziali normali di elettrodo e loro applicazioni. Equazione di Nerst. Corrosione dei metalli. Pile di importanza tecnica. Accumulatori.

Elettrolisi. Leggi di Faraday. Preparazione di sodio metallico, cloro elementare, alluminio, soda caustica.

Cinetica chimica. Velocità di reazione. Ordine di reazione. Reazioni del 1° e 2° ordine. Influenza della temperatura sulla velocità di reazione. Teoria della collisione. Complesso attivato. Cenni di catalisi.

La chimica e l’ambiente. L’atmosfera terrestre. Il buco dell’ozono. Effetto serra. Piogge acide. Inquinamento di ambienti interni.

Chimica organica. Idrocarburi alifatici e aromatici. Principali gruppi funzionali. Carboidrati. Aminoacidi. Grassi. Polimeri di importanza tecnica

Attività d'esercitazione

Esercizi su: Nomenclatura. Reazioni chimiche. Stechiometria. Termochimica. Termodinamica. Equilibri. Elettrochimica. Reazioni di ossido-riduzione. Elettrolisi.

Modalità d'esame

Prova orale su tutto il programma (3-4 domande)
Una prova scritta in itinere.

Propedeuticità

nessuna

Testi consigliati

Angiola Villa. Diapositive di Chimica, UNINOVA Ed.

Mario Nardelli: Introduzione alla Chimica. Ambrosiana Editrice , ultima edizione

A. M. Manotti Lanfredi e A. Tiripicchio: Fondamenti di Chimica. Ambrosiana Editrice

Ultimo aggiornamento: 09-10-2003

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