63708 - CHIMICA GENERALE E INORGANICA CON LABORATORIO

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede conoscenze di base di chimica e del metodo scientifico, impartite tramite esempi significativi ed applicazioni quantitative delle leggi naturali e dei modelli interpretativi. Ha acquisito i principi chimici fondamentali concernenti la struttura dell'atomo, la tavola periodica, le proprietà principali degli elementi chimici, il legame chimico, le molecole e la loro geometria, gli stati di aggregazione della materia. E'in grado di comprendere una reazione chimica nei suoi bilanci di materia ed energia, gli equilibri chimici omogenei ed eterogenei, la spontaneità delle reazioni chimiche e la loro velocità, nonché l'utilizzo dell'energia chimica per produrre lavoro elettrico. Al termine del corso lo studente ha acquisito e approfondito i concetti di base della chimica generale attraverso esercitazioni numeriche affiancate da attività sperimentali, allo scopo di sviluppare anche abilità nelle operazioni fondamentali di laboratorio. Lo studente è in grado inoltre di utilizzare il metodo scientifico che, unitamente alle conoscenze acquisite, gli permettere di affrontare i corsi più specialistici successivi.

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.

1- Struttura elementare dell'atomo- Massa atomica- Introduzione al legame chimico- Molecole- Solidi molecolari, covalenti, metallici e ionici- Peso molecolare e peso formula- Mole- Numero di Avogadro- Le reazioni chimiche e la conservazione della massa- Analisi elementare- Nomenclatura – Il calore di reazione e la conservazione dell'energia. 2- Lo stato gassoso- L'equazione di stato dei gas perfetti ed il metodo scientifico deduttivo- La teoria cinetica molecolare ed il metodo scientifico induttivo- Il significato di pressione e temperatura di un gas- Miscele di gas - Pressioni parziali - legge di Dalton - Legge di Graham – Gas reali ed equazione di Van der Waals. 3- Equilibrio chimico omogeneo- Definizioni di concentrazioni- Legge di azione di massa- Costanti di equilibrio e loro utilizzo- Gli equilibri eterogenei- Il principio di Le Chatelier-. 4-Equilibri in soluzione- Prodotto ionico dell'acqua- pH- Definizioni di acidi e basi- Soluzioni di acidi e basi forti ed il loro pH- Soluzioni di acidi e basi deboli e il pH- Acidi poliprotici- Idrolisi dei sali e pH- Soluzioni tampone- Titolazioni. 5- Solubilità dei solidi ionici- Prodotto di solubilità- Effetto dello ione comune– Solubilità e pH. 6- Termochimica e cenni di termodinamica chimica- Entalpia ed energia di legame- Entropia e disordine- Energia libera e spontaneità di una reazione chimica. Energia libera, costante di equilibrio e dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura. 7- Elettrochimica: Energia chimica e lavoro elettrico- Pile e forza elettromotrice- Potenziali standard e scala dei potenziali- Legge di Nernst- Applicazioni dei potenziali- Sovratensione-Elettrolisi- Corrosione. 8- Equilibri relativi a cambiamenti di stato- Diagrammi di stato- Proprietà delle soluzioni di soluti volatili- Proprietà colligative delle soluzioni di soluti non-volatili. Il programma del corso di laboratorio viene articolato sulla base degli argomenti svolti nella parte teorica del corso integrato, con ulteriori approfondimenti basati essenzialmente su esercitazioni numeriche e su esperienze di laboratorio atte a presentare le più importati classi di reazioni chimiche.

Testi/Bibliografia

-Petrucci, Herring, Madura, Bissonette, "Chimica Generale", Piccin, 10 ed.

-M.S. Silbeberg, "Chimica", McGraw-Hill, 3° ed..

-R. E. Dickerson, H. B. Gray, G. Haight, "Principi di Chimica", Zanichelli.

-D. W. Oxtoby, H. P. Gillis, A. Campion, "Chimica Moderna", EDISES, 4° ed..

-K. H. Whitten, R. E. Davis, M. L. Peck, G. G. Stanley, "Chimica" Generale, Piccin, 7° ed..

-B. H. Mahan, R. J. Myers, "Chimica", Casa Editrice Ambrosiana, 3° ed.

-Slides of Powerpoint presentations published on: http://amscampus.cib.unibo.it/

-Stechiometria, un avvio allo studio della Chimica, I. Bertini, F. Mani, Casa Editrice Ambrosiana.

Metodi didattici

Lezioni in aula integrate da esercitazioni numeriche sugli argomenti svolti. Il corso di Chimica Generale ed Inorganica è articolato in tre fasi. Nella prima fase viene fornita una rapida descrizione della natura della materia e delle sue trasformazioni allo scopo di introdurre il linguaggio chimico e la nomenclatura e di presentare gli scopi e gli obiettivi del corso. Nella seconda fase viene presentata la fenomenologia ed i metodi per la trattazione quantitativa dei fenomeni. Nella terza fase si riprendono tutti gli argomenti delle precedenti fasi allo scopo di dotarsi degli strumenti adatti per la loro comprensione ed interpretazione. Il corso è svolto in parallelo con il corso di "Laboratorio di Chimica Generale e Inorganica" e vengono fornite tutte le nozioni necessarie per la piena comprensione delle relative esperienze. Nel corso di "Laboratorio di Chimica Generale ed Inorganica" le lezioni in aula sono integrate da esercitazioni numeriche sugli argomenti svolti e esperienze pratiche in laboratorio. Al fine di agevolare l'acquisizione da parte dello studente di un metodo di studio adeguato alle caratteristiche di un corso universitario e facilitare il superamento delle eventuali difficoltà presentate dal Corso Integrato di Chimica Generale ed Inorganica e di Laboratorio di Chimica Generale Inorganica, viene inoltre offerta la possibilità di svolgere esercizi in aula in presenza del docente o di un tutor, nominato dalla Scuola di Scienze. Il compito del tutor è di graduare le difficoltà degli esercizi, fornire una traccia risolutiva e chiarire i dubbi che dovessero emergere durante lo studio autonomo dello studente.

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento viene effettuata attraverso una prova finale costituita da un esame scritto seguito da un colloquio orale. La prova scritta è della durata di tre ore, con somministrazione di esercizi numerici, problemi e domande aperte che mirano a verificare il raggiungimento degli obiettivi didattici. Durante questa prova è ammesso solo l'uso della calcolatrice. Inoltre si ricorda che: (a) non è permesso uscire durante la prova; l’uscita dall’aula durante la prova comporta la consegna del compito. (b) Durante la prova non e permesso parlare. La prova viene annullata se sorpresi a copiare o a utilizzare apparecchi elettronici (ad es.: cellulari, tablet, ebook reader, notebook, smart watch ecc.).

La prova scritta con esito positivo (voto uguale o superiore a 18/30) consente l'accesso al colloquio orale in cui sarà accertato il livello di approfondimento della materia conseguito dallo studente.

Mensilmente, vengono svolte delle prove scritte "in itinere" (sempre della durata di 3 ore) sugli argomenti trattati a lezione. Il superamento di queste prove parziali sostituisce la prova scritta finale, il cui voto è dato dalla media dei punteggi ottenuti nelle singole prove. Il corso di "Chimica Generale e Inorganica" ed il corrispondente corso di “Laboratorio di Chimica Generale ed Inorganica” richiedono il superamento di un unico esame integrato, che prevede un unico voto finale che tiene conto delle valutazioni riportate nelle prove scritte ed orali.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna e videoproiettore.

Uso di strumenti didattici di "active Learning" con il programma TurningPoint.

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

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.scienze.unibo.it

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Maria Cristina Cassani

Consulta il sito web di Cristina Femoni