Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[3I018] - CHIMICACHEMISTRY
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT09] INGEGNERIA GESTIONALE First Cycle Degree (3 years) - [IT09] MANAGEMENT ENGINEERING
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2018-2019
Anno regolamentoAnno regolamento: 2018-2019
Obbligatorio
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
TipologiaType: A - Base
Settore disciplinareAcademic discipline: CHIM/07 - FONDAMENTI CHIMICI DELLE TECNOLOGIE

PREREQUISITI PREREQUISITES

l ragionamento causale, la capacità di argomentare e le abilità algebriche e di calcolo sono abilità necessarie per poter beneficiare appieno del corso

Causal reasoning, the ability to argue and algebraic skills and computation skills are needed in order to fully benefit from the course


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Il corso è svolto mediante lezioni di teoria e il coinvolgimento degli studenti nell’apprendimento attivo attraverso la Cooperative Learning, riassunti argomentati, le mappe concettuali. Gli studenti verranno coinvolti in discussioni argomentate sui concetti fondamentali del corso. Attraverso la riflessione e la soluzione ragionata dei problemi suggeriti, gli studenti apprenderanno utili metodi e tecniche di problem solving.


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L'insegnamento si propone di fornire i fondamenti per la comprensione e l'interpretazione dei fenomeni chimici utili per comprendere le tecnologie applicate nel settore ingegneristico. L'insegnamento è rivolto alla conoscenza della struttura e delle proprietà della materia, creando un collegamento tra il mondo microscopico e quello macroscopico. Inoltre vengono introdotte delle conoscenze per il trattamento delle acqua. Fondamentali sono le abilità logiche nel problem solving che un corretto approccio al calcolo stechiometrico permette di acquisire. Agli studenti viene richiesto di rendere visibile il ragionamento e di organizzare la conoscenza acquisita attraverso riassunti e mappe concettuali


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

L'insegnamento fornisce le capacità necessarie per applicare le conoscenze acquisite all'analisi e alla comprensione di problematiche chimiche nell’ambito ingegneristico. Tali capacità sono anche acquisite dallo studente per mezzo dell’impegno personale e la comprensione di esercizi guidati che richiedono l'uso dei modelli e delle metodologie descritte nelle lezioni. Gli studenti vengono invitati a spiegare, illustrare, rappresentare e argomentare i passaggi nella risoluzione dei problemi. Gli studenti sono stimolati con delle prove e opportuni problemi la cui soluzione richiede di andare oltre a quanto già conoscono. Molta enfasi viene data alla capacità di comunicare e argomentare.


Competenze trasversali.

Il corso è strutturato in modo da stimolare e sottolineare possibili collegamenti con le altre discipline, con l’obiettivo di migliorare la capacità di apprendimento e la capacità comunicativa, attraverso la padronanza della terminologia scientifica di base. Il corso intende stimolare gli studenti a sviluppare l’attitudine ad un ragionamento logico, basato sul metodo scientifico. Agli studenti è richiesto di lavorare nei gruppi secondo il cooperative learning. Questo metodo contribuisce a migliorare negli studenti sia il grado di autonomia di giudizio, sia la capacità comunicativa che deriva anche dal lavoro in gruppo, sia la capacità di apprendimento in autonomia e di trarre conclusioni.


Knowledge and Understanding.

The course aims to provide the foundation for a correct understanding and interpretation of chemical phenomena, upon which the technologies in use in engineering are based. The course is directed to the knowledge of the structure and properties of matter, creating a link between the microscopic and macroscopic world. Fundamental are the logical skills in problem solving that a correct approach to the stoichiometric calculation allows to acquire. Students are asked to make visible the reasoning and organize the knowledge acquired through summaries and concept maps.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

The course will furnish the skills needed to apply the knowledge acquired to the analysis and to the comprehension of chemical problems in an engineering context, through the use of laws and methods which represent the foundation of the chemical phenomena. These capabilities will be
acquired by the student with the development of suitable exercises requiring the use of models and methodologies described in the lectures. Students are asked to explain, illustrate, represent and argue the steps in solving the problems. A great emphasis is given to the ability to communicate and argue.


Transversal Skills.

The course is designed to stimulate and emphasize connections with the other disciplines, with the aim to improve the learning and communication capacities through the mastery of the basic scientific terminology. To this end, the course aims to encourage students to develop an aptitude for logical reasoning, based on the scientific method. Students are required to work in groups according to the cooperative learning method. This method helps the students to improve both the independent judgment, and the communication skills. Other benefits that stem from the teamwork are the ability to learn independently and to draw conclusions.



PROGRAMMA PROGRAM

Gli idrocarburi. Materia, sostanze, proprietà. Simboli e valenze. Le reazioni chimiche. L’atomo. Configurazione elettronica degli elementi. Proprietà periodiche. Reazioni redox. La mole. Calcolo stechiometrico. Legami chimici. Geometria dei composti principali. Ibridi del carbonio. Concentrazione delle soluzioni. L’energia nelle reazioni chimiche. La capacità termica. Elettroliti. Grado di dissociazione. L’equilibrio chimico. La costante di equilibrio. La dissociazione dell’acqua. La scala pH. Teorie acido-base. La forza di acidi e basi. Soluzioni tampone. Reazioni di idrolisi. Le acque industriali. Durezza. Addolcimento. BOD e COD. Colloidi e interazioni intermolecolari. Potenziale zeta e meccanismi di aggregazione.

Hydrocarbons. Classification of the matter. Symbols and valences. Chemical equations. Atomic number. Atomic weight. The mole. Stoichiometric calculations. Limiting reagent. The Bohr atom. Quantum numbers The Pauli principle of exclusion and the Hund’s rule. Electronic configurations of the elements. Periodic properties. Electronegativity. Oxidation numbers. Balancing of redox equations. Chemical bonds. Hydrogen bonding. VSEPR theory. Energy in the chemical reactions. Gas laws. Concentration of solutions. Electrolytes. Chemical equilibrium. The water dissociation. pH. Acid-base theories. Buffer solutions. Hydrolysis. Hardness of water. BOD e COD. Colloids and intermolecular interactions. Zeta potential and aggregation mechanisms.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

La valutazione del livello di apprendimento viene effettuata alla fine del corso mediante due prove: una scritta ed una orale. Durante il corso ci saranno due prove parziali di stechiometria, con 3 problemi in ciascuna prova. La prova scritta si considera superata se la somma del voto dei due parziali è almeno uguale a 36/30, avendo in ciascuna prova ottenuto un voto maggiore o uguale a 15. Oppure, la prova scritta consiste nella risoluzione di quattro problemi sugli argomenti del corso. La prova scritta è propedeutica alla prova orale, per accedere alla quale lo studente deve risolvere almeno tre problemi in modo corretto. La discussione orale valuterà le conoscenze dei temi del corso, scelti opportunamente in modo da sondare la preparazione dello studente sugli argomenti concettuali del corso. Nel caso di esito negativo per la prova orale, lo studente deve ripetere anche la prova scritta.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Per superare con esito positivo la valutazione dell'apprendimento, attraverso le prove scritta e orale, lo studente deve dimostrare di aver acquisito la capacità di risolvere i problemi chimici in modo significativo e familiarità con i concetti esposti nel corso, possedendo quindi una conoscenza adeguata delle conoscenze chimiche fondamentali. L’obiettivo del corso è di rendere capace lo studente di ragionare e pensare almeno in parte come ragiona un chimico negli argomenti del corso.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Nella prova scritta lo studente deve dimostrare di aver compreso ed assimilato la logica del calcolo stechiometrico. I problemi vengono considerati risolti in modo corretto se il procedimento è corretto dal punto di vista logico e l’errore relativo del risultato non supera l’1%, tenendo conto della teoria cifre significative. Durante il corso gli studenti vengono allenati nella risoluzione dei problemi ed incoraggiati a fare la verifica esaustiva del risultato, oltre a spiegare la logica di ogni passaggio. Gli studenti verranno anche incoraggiati a risolvere opportuni problemi pensati per sviluppare le soluzioni originali e creative. Viene ritenuta importante la capacità dello studente di argomentare e ragionare in modo causale nel colloquio orale.


Criteri di attribuzione del voto finale.

Perché l’esito complessivo della valutazione sia positivo, lo studente deve conseguire la sufficienza, ovvero almeno 18 punti, in ciascuna delle due prove. Il voto complessivo, in trentesimi, è il risultato di della media dei voti ottenuti nelle due prove. La lode verrà attribuita agli studenti che, avendo conseguito la valutazione massima, abbiano sostenuto brillantemente entrambe le prove, dimostrando una padronanza della materia risultante dal livello di approfondimento degli argomenti e da una riflessione personale significativa. Verrà tenuto conto in modo positivo di eventuali soluzioni originali e creative dello studente.


Learning Evaluation Methods.

The assessment of the level of student learning is carried out by two tests: a written and an oral. To facilitate an ongoing commitment of the students, during the course there will be two partial tests of stoichiometry. There will be three problems in each test. The written exam is passed if the sum of the mark of the two partials exceeds 36/30, (with a minimum mark greater or equal to 15). Or, the written test consists in solving four problems on all the topics covered in the course. The written test is preparatory to the oral examination, for access to which the student must solve at least three problems properly. The oral discussion is devote to deepen knowledge of the topics covered in the course, selected with regard to exploring the preparation of the student on the conceptual topics of the course. In case of a negative outcome of the examination, the student has to repeat the written test.


Learning Evaluation Criteria.

To successfully pass the assessment of learning, through the written and oral tests, the student must demonstrate that he or she has acquired the ability to solve chemical problems in a meaningful way, to have acquired familiarity with the concepts presented in the course, and to possess an adequate knowledge of fundamental chemical knowledge.


Learning Measurement Criteria.

n the written test, students must demonstrate that they have understood and assimilated the logic of stoichiometric calculations. Problems are considered solved properly if the procedure is correct from the logical point of view and the relative error of the result does not exceed 1%, taking into account the significant digits theory. During the course, students are trained in problem solving and encouraged to make full verification of the results, as well as explaining the logic of each step. Students will also be encouraged to solve appropriate problems designed to develop original and creative solutions. It is also important the student's ability to argue and reason causally during the oral examination.


Final Mark Allocation Criteria.

The overall outcome of the evaluation will be positive if the student achieve sufficiency, or at least 18 points, in each of the two tests. The final grade is the result of the average of the marks obtained in the two tests. The honors will be given to students who having achieved the highest rating, have passed brilliantly both tests.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

Per la teoria: L. Palmisano, M. Schiavello, "Elementi di chimica", EdiSES; oppure: W.L. Masterton, C.N. Hurley, "Chimica. Principi e reazioni", Piccin; Appunti del docente. Per la stechiometria: L. Cardellini, "Strategie per il problem solving in chimica", Ragni.

For the study of theory: : L. Palmisano, M. Schiavello, "Elementi di chimica", EdiSES; or: W.L. Masterton, C.N. Hurley, "Chimica. Principi e reazioni", Piccin; Lecture notes. For the stoichiometric calculation: L. Cardellini, "Strategie per il problem solving in chimica", Ragni.


Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2018-2019
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2018-2019

 


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