Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[W000948] - ISTITUZIONI DI CHIMICACHEMISTRY
PAOLA ASTOLFI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT10] TECNICHE DELLA COSTRUZIONE E GESTIONE DEL TERRITORIO First Cycle Degree (3 years) - [IT10] TECHNICS FOR TERRITORIAL DESIGN AND MANAGEMENT
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

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

ITALIANO

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Non sono richiesti prerequisiti.

No prerequisites required.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Lezioni di Teoria, 48 ore

Theory lessons, 48 hours


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 su cui si basano le tecnologie in uso nel settore tecnico. L'insegnamento è rivolto alla conoscenza della struttura e delle proprietà della materia, creando un collegamento tra il mondo microscopico a quello macroscopico.


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, attraverso l’uso di metodi e leggi alla base dei fenomeni chimici. Tali capacità sono acquisite dallo studente tramite lo sviluppo di esercizi guidati che richiedono l'uso dei modelli e delle metodologie descritte nelle lezioni.


Competenze trasversali.

Il corso è strutturato in modo da stimolare e sottolineare 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.


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.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

The course provides the skills needed to apply the knowledge acquired to the analysis and to the comprehension of chemical problems, 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.


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.



PROGRAMMA PROGRAM

Materia e sua struttura: sostanze, proprietà, sistemi, fasi e trasformazioni. Simboli, formule, equazioni. Conservazione della massa, massa atomica relativa, molecolare, equivalente e mole. Il numero di Avogadro. Struttura dell’atomo. L’esperimento di Rutherford. Principio di Indeterminazione di Heisenberg e equazione di De Broglie. Quantizzazione, funzioni d’onda, equazione di Schroedinger e orbitali. Sistema periodico e proprietà periodiche. Teoria del legame di valenza: energia, angolo e distanza di legame. Ibridazione e geometria molecolare; momento di dipolo e molecole polari. Orbitali molecolari (LCAO). Legame nei metalli e conducibilità elettrica nei materiali: conduttori, semiconduttori ed isolanti; cenni al drogaggio. Legame ionico e energia reticolare. Legami deboli: ponti idrogeno, forze di Van der Waals e di London. Gli stati di aggregazione. Solidi ionici, covalenti, molecolari e metallici. Cristalli: proprietà e difetti. Liquidi: pressione di vapore, soluzioni ideali e reali. Concentrazioni: molarità, normalità, frazione molare, percentuali in volume ed in peso, parti per milione. Gas ideali e reali: equazioni di stato e liquefazione. Trasformazioni chimiche. Termodinamica: trasformazioni reversibili e irreversibili. Primo Principio e Termochimica: Energia Interna ed Entalpia Standard di reazione, di formazione, di combustione, di soluzione e di transizione di fase. Legge di Hess. Secondo Principio e Entropia. Probabilità Termodinamica di Stato. Terzo Principio. Spontaneità ed energia libera di Gibbs. Equilibrio chimico e costante di equilibrio. Isoterma di Vant Hoff, principio di Le Chatelier e dipendenza della costante dalla temperatura. Equilibri i in fase gassosa e in soluzione. Equilibri ionici in soluzione acquosa: acidi, basi e pH. Sali: idrolisi e prodotto di solubilità. Equilibri tra fasi. Diagrammi di stato ad uno e due componenti. Curve di raffreddamento, Equazione di Clausius-Clapeyron e Regola di Gibbs. Termodinamica elettrochimica e pile: doppio strato elettrico, forza elettromotrice ed equazione di Nernst. Scala dei potenziali redox. Corrosione nei metalli. Elettrolisi e leggi di Faraday: forza controelettromotrice e sovratensione.

Matter and structure of matter: substances, properties, systems, phases and transformations. The language of chemistry. Symbols, formulas, equations. The quantitative bases. The mass conservation law and of mass - energy. Atomic mass unit. The concepts of relative atomic mass, molecular mass, mole, equivalent mass. The Avogadro Number. The atom. Nucleus and electrons. Atomic number and mass number. The atom structure. The Rutherford experiment. The Heisemberg uncertainty principle and the De Broglie equation. Quantization and quantum numbers. The orbitals. The periodic system of the elements and periodic properties. Atomic radius, atomic volume, ionization energy, electronic affinity, electronegativity, metallic character. The chemical bond according to the Valence Bond theory. Bonding energy, angle and distance. The model of ionic bonding and the Lattice Energy. The covalent bond: the hybridization of the orbitals and molecular geometry; dipole moment and polar molecules. Bonding in metals and electrical conductivity in materials: conductors, semiconductors and insulators; doping examples. The intermolecular bonding: hydrogen bonds, Van der Waals and London interactions. The states of matter. Solid state: ionic solids, covalent, molecular and metallic. Crystal lattices. Properties and defects in crystals. Liquids and liquid solutions: vapor pressure, ideal and real solutions; concentration expressions: molarity, normality, molar fraction, percentages by volume and weight, parts per million. Gases: the ideal gas model and the state equation. The liquefaction of gases. Real gases and their state equations. The chemical transformations. Elements of thermodynamics: reversible and irreversible transformations. The First Principle of Thermodynamics and Thermochemistry: Internal Energy and Enthalpy. Enthalpy and Standard Enthalpy of reaction, of Formation, Combustion, Solution, and phase transition. The Hess law. Spontaneity of a process and Gibbs free energy. Chemical Equilibrium and equilibrium constant. The Van't Hoff isotherm. The Le Chatelier principle. Homogeneous equilibria in gas phase and in solution. Ionic equilibrium in aqueous solution: the concept of acid and base; the pH. Salts: hydrolysis and product solubility. Heterogeneous equilibria. Equilibria between phases. Phase diagrams for one and two components. The Clausius-Clapeyron equation. Cooling curves. The Gibbs Rule Phases. Elements of electrochemical thermodynamics. Batteries: the theory of the electrical double layer; electromotive force of a battery and Nernst equation. Reference electrodes and redox potentials. The phenomenon of corrosion in metals. Electrolysis and Faraday's laws: electromotive force and overvoltage.


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

La valutazione avviene tramite una prova scritta ed una orale nell’ambito del medesimo appello. Nella prova scritta lo studente deve affrontare problemi di stechiometria e rispondere a domande di tipo teorico. Nella prova orale allo studente si chiede di discutere la propria prova scritta e di esporre i principali concetti della Chimica di base sviluppati nell’ambito del corso.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Nelle prove d'esame, lo studente deve dimostrare le proprie conoscenze chimiche di base, e di essere in grado di sviluppare ragionamenti adeguati alla loro applicazione; deve inoltre dimostrare sufficiente capacità di sintetizzare ed esporre con chiarezza idee, concetti e eventuali soluzioni a problemi chimici applicativi.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

I voti sono attribuiti in trentesimi, con eventuale lode.


Criteri di attribuzione del voto finale.

Il voto finale risulta dalla media delle valutazioni della prova scritta e quella orale. La votazione massima, pari a trenta punti su trenta con lode, è assegnata agli studenti che dimostrino, nelle due prove d'esame, piena capacità nell’interpretazione dei fenomeni chimici di base e nell'impostare processi logici per la comprensione di problematiche chimiche legate ad applicazioni tecniche. La votazione minima, pari a diciotto punti su trenta, è assegnata agli studenti che dimostrino sufficiente capacità nell’interpretazione dei fenomeni chimici di base e nell'impostare processi logici per la comprensione di problematiche chimiche legate ad applicazioni tecniche.


Learning Evaluation Methods.

The assessment takes place through a written and an oral test within the same scheduled exam.
In the written test, students must deal with stoichiometry problems and
answer to selected theoretical questions.
In the oral exam students are asked to discuss their written test, and to
present the main concepts of basic chemistry developed within the
course.


Learning Evaluation Criteria.

In the course of the exams, students must demonstrate their basic
chemical knowledge, and must be able to develop appropriate reasoning
for their applications; they must also demonstrate sufficient capabilities
to synthesize and clearly present ideas, concepts and possible solutions
to basic chemical problems typical in engineering.


Learning Measurement Criteria.

Marks are expressed on a scale of 30/30, with eventual praise.


Final Mark Allocation Criteria.

The final mark arises from the average of the written and oral exams.
The maximum vote, equal to thirty points (cum laude) out of thirty, is
assigned to students who demonstrate, in both exams, full capability in
the interpretation of the basic chemical phenomena and to set logical
processes for the understanding of basic chemical problems related to
engineering.
The minimum mark, equal to eighteen points out of thirty, is assigned to
students who demonstrate sufficient capability of interpretation of the
basic chemical phenomena, and to set logical processes for the
understanding of basic chemical problems related to engineering



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

P. Zanello, R. Gobetto, R. Zanoni, “Conoscere la Chimica”, Ambrosiana R. H. Petucci, F. G. Herring, J. D. Madura, C. Bissonnette, “Chimica Generale”, Piccin F. Nobile, P. Mastrorilli, "La Chimica di Base", Ambrosiana P. Atkins, L. Jones, “Principi di Chimica”, Zanichelli R. A. Michelin, A. Munari, "Fondamenti di Chimica" CEDAM
P. Michelin Lausarot, G.A. Vaglio, "Stechiometria per la Chimica Generale" PICCIN
Materiale didattico elettronico disponibile su piattaforma Moodle di Ateneo https://learn.univpm.it/course/view.php?id=7995

P. Zanello, R. Gobetto, R. Zanoni, “Conoscere la Chimica”, Ambrosiana R. H. Petucci, F. G. Herring, J. D. Madura, C. Bissonnette, “Chimica Generale”, Piccin F. Nobile, P. Mastrorilli, "La Chimica di Base", Ambrosiana P. Atkins, L. Jones, “Principi di Chimica”, Zanichelli R. A. Michelin, A. Munari, "Fondamenti di Chimica" CEDAM
P. Michelin Lausarot, G.A. Vaglio, "Stechiometria per la Chimica Generale" PICCIN
Materiale didattico elettronico disponibile su piattaforma Moodle di Ateneo https://learn.univpm.it/course/view.php?id=7995


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no

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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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