65931 - CHIMICA GENERALE ED INORGANICA

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede una conoscenza qualitativa ma rigorosa dei principi interpretativi della chimica generale e inorganica. In particolare, è in grado di: - comprendere e descrivere la composizione, struttura e reattività delle molecole; - usare la legge periodica come base di razionalizzazione della varietà e complessità dei fenomeni chimici; - svolgere semplici manipolazioni di laboratorio. Lo studente ha inoltre conoscenza degli elementi chimici di maggiore diffusione nell'ambiente, con particolare attenzione alla loro rilevanza in processi naturali e industriali.

Programma/Contenuti

Prerequisiti. Funzioni elementari: potenze, radici, esponenziali e logaritmi. Soluzione di equazioni algebriche. Conoscenza delle principali grandezze fisiche e delle relazioni che le legano, principali unità di misura.

Introduzione. Proprietà della materia. Grandezze chimiche e fisiche fondamentali e derivate. Stati di aggregazione. Sostanze pure e miscele.

L'atomo. Leggi fondamentali delle combinazioni chimiche. Modelli atomici. Particelle subatomiche. Isotopi. Massa atomica. Costante di Avogadro. Concetto di mole. Dualismo onda-particella; funzione d’onda e numeri quantici, orbitali atomici, configurazioni elettroniche.

Il sistema periodico. La Tavola Periodica e le proprietà periodiche degli elementi. Dimensioni atomiche, energia di ionizzazione, affinità elettronica.

Composti inorganici e nomenclatura. Numeri di ossidazione. Composti chimici. Composizione percentuale e formula minima. Nomenclatura dei composti inorganici.

Stechiometria. Reazioni ed equazioni chimiche. Bilanciamento delle reazioni. Reazioni in soluzione. Molarità e altre espressioni della concentrazione. Diluizioni. Reazioni acido-base. Reazioni di ossido-riduzione. Bilanciamento delle reazioni di ossidoriduzione e dismutazione con il metodo delle semireazioni. Reazioni di combustione. Titolazioni. Reagente limitante. Resa di reazione.

Il legame chimico. Elettronegativita'. Caratteristiche dei composti in base al tipo di legame. Il legame ionico: energia reticolare, ciclo di Born-Haber. Il legame covalente puro, polare, dativo: la regola dell'ottetto e le strutture di Lewis, legami multipli, delocalizzazione degli elettroni e risonanza, cariche formali, geometria del legame, il modello VSEPR, orbitali ibridi. Il legame metallico. Forze intermolecolari. Il legame a idrogeno.

Lo stato gassoso. Leggi dei gas ed equazione di stato dei gas ideali. Miscele di gas. Gas ideali e gas reali.

Lo stato solido. Proprieta' dei solidi. Strutture cristalline. Impaccamento compatto. Solidi metallici, ionici, covalenti e molecolari. Allotropia. Polimorfismo e isomorfismo.

Equilibrio chimico. Processo di Haber. Legge di azione di massa. Espressioni delle costanti di equilibrio. Relazione tra Kp e Kc. Quoziente di reazione. Principio di Le Chatelier. Equilibri omogenei ed eterogenei.

Equilibri in soluzione. Dissociazione dell'acqua. Prodotto ionico dell’acqua e pH. Definizioni di acido e base. Forza degli acidi e delle basi. Calcolo del pH di una soluzione acquosa di un acido o una base debole. Acidi poliprotici. Composti anfoteri. Indicatori di pH. Equilibri di idrolisi salina. Soluzioni tampone. Solubilità e prodotto di solubilità. Effetto dello ione comune. Titolazioni acido-base.

Termodinamica Chimica. Funzioni di stato. Primo principio della termodinamica. Calore di reazione e variazione di entalpia. Termochimica: legge di Hess. Entalpie standard di formazione. Il concetto di entropia. Secondo principio della termodinamica. Spontaneità di un processo e variazioni di entropia. Energia libera. Variazione dell'energia libera e criteri di spontaneita'.

Cambiamenti di stato. Passaggi di stato. Curve di riscaldamento e raffreddamento. Diagrammi di stato di sostanze pure: curve di equilibrio, punto triplo, punto critico.

Lo stato liquido. Stato liquido e tensione di vapore. Proprietà colligative. Osmosi.

Elementi di chimica inorganica. Caratteristiche degli elementi in relazione alla loro posizione nella Tavola periodica. Proprietà chimiche di alcuni elementi e composti di particolare rilevanza ambientale.

Testi/Bibliografia

Gli argomenti trattati possono essere trovati in qualunque testo universitario recente di Chimica generale. In particolare

- Palmisano, Schiavello "ELEMENTI DI CHIMICA", EDISES

- Kotz, Treichel, Townsend "CHIMICA", EDISES

- Petrucci, Herring, Madura, Bissonnette "CHIMICA GENERALE, Principi ed applicazioni moderne”, Ed. PICCIN

Viene fornito materiale didattico reperibile tramite username e password presso AMS Campus - AlmaDL - Università di Bologna. Questo NON sostituisce l'utilizzo di un libro di testo.

Metodi didattici

L’insegnamento si compone di 8CFU di cui 6CFU di lezioni frontali, 1CFU di esercitazioni numeriche ed 1CFU di esercitazioni pratiche in laboratorio.

Esercitazioni numeriche ed esperimenti di laboratorio sono utili per lo sviluppo di abilità applicative e pratiche che seguono le competenze teoriche acquisite durante le lezioni frontali.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'accertamento delle conoscenze prevede una prova scritta costituita da esercizi numerici inerenti il programma del corso. Il superamento della prova scritta avviene con voto superiore o uguale a 18/30 e consente l'accesso ad un colloquio orale in cui sarà accertato il livello di approfondimento della materia conseguito dallo studente.

E' previsto lo svolgimento di 2 prove scritte parziali in itinere. Il superamento della prima prova con almeno 18/30 consente l'accesso alla seconda prova. Il voto di ammissione alla prova orale sarà la media dei due voti delle prove in itinere che dovrà risultare uguale o superiore a 18/30.

NB: alle prove scritte gli studenti si dovranno presentare muniti di un documento di identità. Sono ammesse solo penna, tavola periodica degli elementi e calcolatrice scientifica. Non è consentito l'uso di libri di testo, appunti, dispense.


Strumenti a supporto della didattica

Lavagna e videoproiettore. Attività di laboratorio chimico.

Lezioni in aula integrate da esercitazioni numeriche sugli argomenti svolti e esperienze pratiche in laboratorio.


Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elisa Boanini