Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Elisabetta GIORGINI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [ST01] SCIENZE BIOLOGICHE First Cycle Degree (3 years) - [ST01] BIOLOGICAL SCIENCES
Dipartimento: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'AmbienteDepartment: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'Ambiente
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Annualità Singola
Anno offertaAcademic year: 2021-2022
Anno regolamentoAnno regolamento: 2021-2022
Obbligatorio
Crediti: 8
Ore di lezioneTeaching hours: 64
TipologiaType: A - Base
Settore disciplinareAcademic discipline: CHIM/03 - CHIMICA GENERALE E INORGANICA
ITALIANO
ITALIAN
Conoscenze di base di matematica e fisica.
Basic knowledge of mathematics and physics
Il corso prevede sia lezioni teoriche (7 CFU, 56 ore per gli studenti di SB e 5 CFU, 40 ore per SAPC) che esercitazioni di calcolo stechiometrico e preparazioni di laboratorio (1 CFU, 8 ore per gli studenti di SB e 2CFU, 16 ore per gli studenti di SAPC). Al corso frontale è affiancata inoltre un’attività didattica di supporto consistente in materiale didattico riguardante le lezioni teoriche, esercizi svolti di calcolo stechiometrico e preparazioni di laboratorio, simulazioni di compiti di esame. La frequenza al corso, seppure non obbligatoria, è consigliata. La frequenza alle esercitazioni è fortemente consigliata.
E' possibile accedere al materiale didattico collegandosi ai seguenti link:
Scienze Biologiche https://learn.univpm.it/course/view.php?id=14104
Scienze Ambientali e Protezione Civile https://learn.univpm.it/course/view.php?id=14118
The course will be divided into theoretical lectures (7 CFU, 56 hours for SB students and 5 CFU, 40 hours for SAPC students) and stoichiometric exercises and laboratory preparations (1 CFU, 8 hours for SB students and 2 CFU, 16 hours for SAPC students). A teaching support activity including educational material on the theoretical lectures, stoichiometric and laboratory exercises, examples of examination tasks will be flanked to the front course. Attendance to the course (theoretical lectures and stoichiometric exercises and laboratory preparations), although it is not mandatory, is strongly recommended
Biological Sciences
https://learn.univpm.it/course/view.php?id=14104
Environmental Sciences and Civil Protection
https://learn.univpm.it/course/view.php?id=14118
Alla fine del corso, lo studente sarà a conoscenza dei principali aspetti teorici della Chimica Generale, riguardanti sia la struttura della materia che le sue trasformazioni con particolari cenni alle applicazioni e implicazioni in campo biologico e ambientale. In particolare, lo studente sarà in grado di comprendere la struttura atomica degli elementi, la tavola periodica, i legami chimici, la natura e le proprietà dei composti chimici e delle soluzioni, i sistemi gassosi, i principi che regolano le reazioni chimiche con particolare attenzione agli equilibri in fase gassosa ed in soluzione acquosa, la natura e le proprietà degli acidi e basi, il pH delle soluzioni.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Alla fine del corso, lo studente sarà in grado di elaborare e sostenere argomentazioni sui principali principi teorici che regolano la Chimica Generale. Sarà inoltre in grado di risolvere problemi semplici di Chimica Generale e di laboratorio, individuando la procedura più opportuna per la risoluzione degli stessi e applicando le informazioni, acquisite durante il corso, riguardanti la nomenclatura dei composti chimici, le reazioni chimiche, le soluzioni, gli equilibri chimici, il pH delle soluzioni acquose, ecc.
Competenze trasversali.
Lo studio dei principi generali della Chimica Generale e la loro applicazione alla risoluzione di problemi chimici semplici, permetterà allo studente di acquisire un corretto utilizzo del linguaggio chimico e di migliorare le sue capacità comunicative. Inoltre, alla fine del corso, lo studente sarà in grado di comprendere un semplice esperimento di Chimica Generale (riguardante le reazioni chimiche, le soluzioni acquose, le miscele gassose, ecc.) ed interpretare i dati, sviluppando un giudizio autonomo sugli stessi. Sarà infine in grado di applicare le conoscenze acquisite durante il corso di Chimica Generale in altri corsi quali Chimica in altri corsi, quali Chimica Organica, Biochimica, Chimica Analitica, ecc.
At the end of the course, the student will have acquired knowledge on the main theoretical aspects of General Chemistry, with respect to both the structure of matter and its transformations with special nods to life science and environment applications and implications. In particular, the student will be able to understand the atomic structure of elements, the periodic table, the chemical bonds, the nature and properties of compounds and solutions, the gas mixtures, the principles governing the chemical reactions, with a particular focus to the chemical equilibrium both in gas phase and in aqueous solution, the nature and properties of acid and basic compounds, pH of solutions.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
At the end of the course, the student will be able to elaborate and support arguments on the main theoretical principles of General Chemistry. He will also be able to resolve simple problems of General Chemistry and laboratory by finding the best procedure for the numerical resolution and applying the knowledge acquired on the nomenclature of chemical compounds, the chemical reactions, the solutions, the chemical equilibria, the pH of aqueous solutions, etc.
Transversal Skills.
The study of the main principles of General Chemistry and their application for solving simple chemical problems, will let the student acquire a correct use of the chemical language and improve his/her communication skills. Furthermore, at the end of the course, the student will be able to prepare a simple experiment of General Chemistry (regarding the chemical reactions, aqueous solutions, gas mixtures, etc.) and interpret the collected data, developing an independent judgement on them. Finally, he/she will also be able to apply the knowledge acquired in the course of General Chemistry to other courses, such as Organic Chimistry, Biochemistry, Analytical Chemistry, etc.
SCIENZE BIOLOGICHE
Sostanze elementari, composti e miscele. Modelli atomici di Thomson, Rutherford e Bohr; elettrone, protone, neutrone. Meccanica quantistica e teoria dell’elettromagnetismo. Principio d’Indeterminazione di Heisenberg. Equazione di Schrodinger. Numeri quantici e orbitali atomici. Configurazione elettronica, Principio di Esclusione di Pauli, dell’Aufbau e della Massima Molteplicità. Massa atomica e molecolare; numero di massa e numero atomico; isotopi. Unità di massa atomica; mole, massa molare e numero di Avogadro. Formula minima, molecolare, di struttura e sterica. Analisi elementare di una sostanza e determinazione della formula minima. Sistema periodico degli elementi; metalli, metalli di transizione e non metalli; raggio atomico e ionico, energia di ionizzazione, affinità elettronica. Nomenclatura e numero di ossidazione; composti binari e ternari. Classificazione e bilanciamento delle reazioni chimiche; reazioni di ossido-riduzione. Legame ionico e ciclo di Born-Haber. Legame covalente omopolare e eteropolare; ordine, lunghezza ed energia di legame; regola dell’ottetto ed eccezioni; strutture di Lewis; risonanza; carica formale; elettronegatività. Teoria del Legame di Valenza e Teoria degli Orbitali Molecolari. Orbitali ibridi; geometria molecolare e teoria VSEPR. Molecole apolari e polari. Stati di aggregazione della materia. Stato gassoso; Leggi di Boyle, Charles, Gay-Lussac e Avogadro; scala assoluta delle temperature; gas perfetti e reali; miscele gassose. Comprimibilità di un gas, diagramma di Andrews e temperatura critica. Stato liquido e stato solido; forze attrattive intermolecolari. Struttura e proprietà dell’acqua liquida. Viscosità e tensione superficiale dei liquidi. Solidi ionici, covalenti, molecolari e metallici. Sistema termodinamico e ambiente. Primo principio della termodinamica e energia interna; Entalpia; processi endotermici e esotermici; stato standard; Legge di Hess. Secondo principio della termodinamica: Entropia; trasformazioni reversibili e irreversibili. Terzo principio della termodinamica: Entropia molare standard. Entropia e spontaneità. Energia libera di Gibbs e di Helmotz. Reazioni spontanee, non spontanee e all’equilibrio. Diagrammi di stato a un componente: fasi e transizioni di stato. Tensione di vapore, volatilità, punto di ebollizione e punto di fusione. Soluzioni gassose, liquide e solide: soluto e solvente. Concentrazione delle soluzioni. Soluzioni ideali e reali. Proprietà colligative. Elettroliti, non-elettroliti e elettroliti deboli. Miscele liquide binarie e Legge di Raoult: distillazione frazionata. Equilibrio chimico: legge dell’azione di massa e quoziente di reazione; relazione fra Kp e Kc. Equilibri eterogenei e prodotto di solubilità; solubilità molare; effetto dello ione comune. Principio di Le Chatelier: effetto della pressione, concentrazione e temperatura (equazione di van’t Hoff). Acidi e basi: definizione di Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis. Coppie coniugate acido-base; anfoteri. Prodotto ionico dell’acqua e pH; calcolo del pH e pOH.; relazione fra Ka e Kb. Calcolo del pH di acidi e basi forti e deboli, monoprotici e poliprotici, soluzioni tampone, idrolisi salina. Titolazioni acido – base; punto equivalente, indicatori acido base. Cinetica chimica; vellocità delle reazioni chimiche, leggi cinetiche e ordine di reazione. Effetto della temperatura e equazione di Arrhenius. Teoria delle collisioni e teoria del complesso attivato. Catalisi ed enzimi. Elettrochimica: equazione di Nerst, elettrodo a idrogeno, pila Daniell e pile a concentrazione. Elettrolisi.
SCIENZE AMBIENTALI E PROTEZIONE CIVILE
Sostanze elementari, composti e miscele. Modelli atomici di Thomson, Rutherford e Bohr; elettrone, protone, neutrone. Numeri quantici e orbitali atomici. Configurazione elettronica, Principio di Esclusione di Pauli, dell’Aufbau e della Massima Molteplicità. Massa atomica e molecolare; numero di massa e numero atomico; isotopi. Unità di massa atomica; mole, massa molare e numero di Avogadro. Formula minima, molecolare, di struttura e sterica. Analisi elementare di una sostanza e determinazione della formula minima. Sistema periodico degli elementi; metalli, metalli di transizione e non metalli; raggio atomico e ionico, energia di ionizzazione, affinità elettronica. Nomenclatura e numero di ossidazione; composti binari e ternari. Classificazione e bilanciamento delle reazioni chimiche; reazioni di ossido-riduzione. Legame ionico e ciclo di Born-Haber. Legame covalente omopolare e eteropolare; ordine, lunghezza ed energia di legame; regola dell’ottetto ed eccezioni; strutture di Lewis; risonanza; carica formale; elettronegatività. Teoria del Legame di Valenza e Teoria degli Orbitali Molecolari. Orbitali ibridi; geometria molecolare e teoria VSEPR. Molecole apolari e polari. Stati di aggregazione della materia. Stato gassoso; Leggi di Boyle, Charles, Gay-Lussac e Avogadro; scala assoluta delle temperature; gas perfetti e reali; miscele gassose. Comprimibilità di un gas, diagramma di Andrews e temperatura critica. Stato liquido e stato solido; forze attrattive intermolecolari. Struttura e proprietà dell’acqua liquida. Viscosità e tensione superficiale dei liquidi. Solidi ionici, covalenti, molecolari e metallici. Diagrammi di stato a un componente: fasi e transizioni di stato. Tensione di vapore, volatilità, punto di ebollizione e punto di fusione. Soluzioni gassose, liquide e solide: soluto e solvente. Concentrazione delle soluzioni. Soluzioni ideali e reali. Proprietà colligative. Elettroliti, non-elettroliti e elettroliti deboli. Miscele liquide binarie e Legge di Raoult: distillazione frazionata. Prodotto di solubilità; solubilità molare; effetto dello ione comune. Acidi e basi: definizione di Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis. Coppie coniugate acido-base; anfoteri. Prodotto ionico dell’acqua e pH; calcolo del pH e pOH.; relazione fra Ka e Kb. Calcolo del pH di acidi e basi forti e deboli, monoprotici e poliprotici, soluzioni tampone, idrolisi salina. Titolazioni acido – base; punto equivalente, indicatori acido base. Elettrochimica: equazione di Nerst, elettrodo a idrogeno, pila Daniell e pile a concentrazione. Elettrolisi.
BIOLOGICAL SCIENCES
Elementary substances, compounds and mixtures. Atomic models of Thomson, Rutherford and Bohr; electrons, protons, neutrons. Quantum mechanics and electromagnetism theory. Heisenberg's Indefinite Principle. Schrodinger equation. Quantum Numbers. Orbital atoms and their energy. Electronic configuration. Principles of exclusion of Pauli, Aufbau and maximum multiplicity. Atomic and molecular mass. Mass number and atomic number. Isotopes. Atomic mass unit. Mole, molar mass and Avogadro number. Minimum, molecular, structure and steric formula. Elemental analysis and determination of the empirical formula. Periodic system of the elements. Metals, transition metals and non-metals. Atomic and ionic radius, ionization energy, electronic affinity. Nomenclature and oxidation number. Binary and ternary compounds. Classification and balancing of chemical reactions. Redox reactions. Ionic bond and Born-Haber cycle. Covalent bond and Lewis structures. Order, length and binding energy. Resonance. Formal load. Electronegativity. Valence Bond Theory and Molecular Orbital Theory. Hybrid orbitals. Molecular Geometry and VSEPR theory. Apolar and polar molecules. States of aggregation of matter. Gaseous state. Boyle, Charles, Gay-Lussac and Avogadro laws. Absolute temperature scale. Perfect and real gas. Gas mixtures. Comprimibility of a gas and critical temperature. Liquid state and solid state. Intermolecular attraction forces. Structure and properties of liquid water. Viscosity and surface tension of liquids. Ionic, covalent, molecular and metallic solids. Thermodynamic systems and environment. First principle of thermodynamics and internal energy. Enthalpy. Endothermic and exothermic processes. Standard status. Hess's law. Second Principle of thermodynamics: Entropy. Reversible and irreversible transformations. Third Principle of Thermodynamics. Standard molar entropy. Entropy and spontaneity. Free Energy of Gibbs and Hellmotz. Spontaneous, non-spontaneous reactions and balance. Status transitions. Vapour pressure and volatility. Boiling point and fusion point. Status Diagrams. Gaseous, liquid and solid solutions. Solute and solvent. Concentration of solutions: calculations. Ideal and real solutions. Colligative properties: lowering the vapour pressure, raising the ebullioscopic point and loweringthe crioscopic point, osmotic pressure. Electrolytes, non-electrolytes and weak electrolytes. Binary liquid blends. Raoult Law. Fractionated distillation. Chemical balance and law of mass action. Reaction quotient. Relationship between Kp and Kc. Heterogeneous equilibrium and Kps solubility product. Common ion effect. The principle of Le Chatelier. Effect of pressure, concentration and temperature (van't Hoff equation). Acids and bases. Definition of Arrhenius, Bronsted-Lowry and Lewis. Ionic water product and pH. Calculation of pH and pOH. Relationship between Ka and Kb. pH of monoprotic and polyprotic acids and bases, buffer solutions, neutral, acidic and basic hydrolysis. Acid - base titrations. Equivalent point and indicators. Chemical kinetics. Speed of chemical reactions, kinetic laws and reaction order. Temperature effect and Arrhenius equation. Collision theory and theory of activated complex. Catalysis and enzymes. Electrochemistry, equation of Nerst, hydrogen electrode, Daniell cell and concentration cell. Electrolysis.
ENVIRONMENTAL SCIENCES AND CIVIL PROTECTION
Elementary substances, compounds and mixtures. Atomic models of Thomson, Rutherford and Bohr; electrons, protons, neutrons. Quantum Numbers. Orbital atoms and their energy. Electronic configuration. Principles of exclusion of Pauli, Aufbau and maximum multiplicity. Atomic and molecular mass. Mass number and atomic number. Isotopes. Atomic mass unit. Mole, molar mass and Avogadro number. Minimum, molecular, structure and steric formula. Elemental analysis and determination of the empirical formula. Periodic system of the elements. Metals, transition metals and non-metals. Atomic and ionic radius, ionization energy, electronic affinity. Nomenclature and oxidation number. Binary and ternary compounds. Classification and balancing of chemical reactions. Redox reactions. Ionic bond and Born-Haber cycle. Covalent bond and Lewis structures. Order, length and binding energy. Resonance. Formal load. Electronegativity. Valence Bond Theory and Molecular Orbital Theory. Hybrid orbitals. Molecular Geometry and VSEPR theory. Apolar and polar molecules. States of aggregation of matter. Gaseous state. Boyle, Charles, Gay-Lussac and Avogadro laws. Absolute temperature scale. Perfect and real gas. Gas mixtures. Comprimibility of a gas and critical temperature. Liquid state and solid state. Intermolecular attraction forces. Structure and properties of liquid water. Viscosity and surface tension of liquids. Ionic, covalent, molecular and metallic solids.. Vapour pressure and volatility. Boiling point and fusion point. Status Diagrams. Gaseous, liquid and solid solutions. Solute and solvent. Concentration of solutions: calculations. Ideal and real solutions. Colligative properties: lowering the vapour pressure, raising the ebullioscopic point and lowering the crioscopic point, osmotic pressure. Electrolytes, non-electrolytes and weak electrolytes. Binary liquid blends. Raoult Law. Fractionated distillation. Acids and bases. Definition of Arrhenius, Bronsted-Lowry and Lewis. Ionic water product and pH. Calculation of pH and pOH. Relationship between Ka and Kb. pH of monoprotic and polyprotic acids and bases, buffer solutions, neutral, acidic and basic hydrolysis. Acid - base titrations. Equivalent point and indicators. Electrochemistry, equation of Nerst, hydrogen electrode, Daniell cell and concentration cell. Electrolysis.
SCIENZE BIOLOGICHE
L’esame consiste in una prova scritta della durata di 45 minuti contenente 15 domande/esercizi numerici a risposta multipla inerenti con gli argomenti trattati nel corso di Chimica Generale e una prova orale a cui possono accedere gli studenti che hanno riportato nella prova scritta una votazione maggiore o uguale a 18/30. Durante la prova orale è prevista la risoluzione di un esercizio. L’esame si intende superato con una votazione finale maggiore o uguale a 18/30.
SCIENZE AMBIENTALI E PROTEZIONE CIVILE
L’esame consiste in una prova scritta della durata di 45 minuti contenente 15 domande/esercizi numerici a risposta multipla inerenti con gli argomenti trattati nel corso di Chimica Generale. L’esame si intende superato con una votazione finale maggiore o uguale a 18/30.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Per la valutazione dell’apprendimento, si terranno in debito conto i seguenti criteri: capacità di ragionamento critico per quanto riguarda gli argomenti studiati; capacità di applicare le conoscenze teoriche alla risoluzione delle domande a risposta multipla e dei problemi; capacità di organizzare discorsivamente le conoscenze acquisite; qualità dell’esposizione; precisione nel calcolo stechiometrico.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18/30. È prevista l’assegnazione della lode (30 e lode).
Criteri di attribuzione del voto finale.
Per quanto riguarda la prova scritta, ad ogni risposta corretta verranno assegnati 2 punti, mentre non saranno considerate le risposte sbagliate o non date. Possono accedere alla prova orale gli studenti che hanno riportato nella prova scritta una votazione maggiore o uguale a 18/30. Il voto finale viene attribuito valutando entrambe le prove. La lode viene attribuita solo quando lo studente abbia dimostrato piena padronanza della materia.
BIOLOGICAL SCIENCES
The exam consists of a written test (45 min) on the topics discussed during the course of General Chemistry, containing 15 multiple choice questions/exercises, and an oral test, to which only students who have obtained a vote of at least 18/30 in the written test can be participate. During the oral test, the student will have to solve an exercise. The exam is considered passed with a final vote of at least 18/30.
ENVIRONMENTAL SCIENCES AND CIVIL PROTECTION
The exam consists of a written test (45 min) on the topics discussed during the course of General Chemistry, containing 15 multiple choice questions/exercisesThe exam is considered passed with a final vote of at least 18/30.
Learning Evaluation Criteria.
For the assessment of learning, the following criteria will be taken into account: the critical reasoning skills on the study carried out; the ability of applying the knowledge to solve multi choise questions and problems; the ability to organize discursively knowledge; the quality of the exhibition; the precision in stoichiometric calculation.
Learning Measurement Criteria.
The final vote is awarded in thirty. The exam is considered passed when the vote is at least 18/30. Where appropriate, the praise is awarded (30 cum laude).
Final Mark Allocation Criteria.
As regards the written test, 2 points will be assigned to each right answer; wrong or missed answers will not be taken into consideration. Only students who have obtained a vote of at least 18/30 in the written test can be participate to the oral test. The final vote is awarded based on both tests. Praise will be assigned only if the student has demonstrated full mastery of the subject.
P.Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Zanichelli.
T. L. Brown, H. E. LeMay, Fondamenti di Chimica, EDISES.
R. Breschi, A. Massagli, Stechiometria, Ed. Pellegrini.
Michelin Lausarot, Vaglio, Stechiometria per la Chimica generale, Ed. PICCIN
Ulteriore materiale didattico sarà messo a disposizione dal docente nell'apposita pagina della piattaforma Learn UNIVPM.
P.Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Zanichelli.
T. L. Brown, H. E. LeMay, Fondamenti di Chimica, EDISES.
R. Breschi, A. Massagli, Stechiometria, Ed. Pellegrini.
Michelin Lausarot, Vaglio, Stechiometria per la Chimica generale, Ed. PICCIN
Further teaching material will be provided by the teacher on the Learn UNIVPM platform page.
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2021-2022
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
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