ITALIANO

È richiesta una conoscenza dei concetti di base di matematica e fisica che si acquisisce nella maggior parte delle scuole secondarie di secondo grado.

Sono previste lezioni teoriche (8 CFU, 72 ore), supportate da diapositive e video dimostrativi, ed esercitazioni in aula (4 CFU, 36 ore). Alla modalità convenzionale di erogazione della didattica si affianca l'utilizzo della modalità e-learning - Technology Enhanced. Sulla piattaforma informatica di supporto è disponibile il materiale didattico strutturato in unità di apprendimento: diapositive delle lezioni, materiale per esercitazioni; test di autovalutazione; video dimostrativi.

L’insegnamento dovrà permettere agli studenti di acquisire:
(a) adeguata conoscenza e comprensione dei principi e delle nozioni fondamentali delle scienze sperimentali; (b) adeguate conoscenze scientifiche e metodologiche della chimica; (c) adeguata conoscenza della struttura della materia e dei principi termodinamici e cinetici che regolano la sua trasformazione (d) capacità di comprendere, dal punto di vista molecolare, le principali reazioni chimiche che avvengono in ambito alimentare; (e) adeguata conoscenza e comprensione delle principali classi di composti organici e della loro reattività.

Lo studente alla fine del Corso dovrà:
(a) saper utilizzare le nozioni fondamentali sulle scienze sperimentali in modo da approcciare con profitto le discipline applicative; (b) avere la capacità di impostare bilanci di massa ed applicare l'analisi dimensionale alla loro verifica; (c) comprendere i principi chimici alla base delle tecniche di indagine strumentale e le leggi che li descrivono; (d) essere in grado di utilizzare i concetti di base di chimica generale e organica per il successivo sviluppo delle competenze specifiche nel settore delle tecnologie alimentari.

Lo studente dovrà acquisire: (a) autonomia di giudizio per l’analisi e la comprensione dei vari fenomeni chimici appresi; (b) capacità di analizzare criticamente i fenomeni chimici che avvengono in ambito alimentare (c) abilità comunicative per trasferire in modo chiaro ed esauriente la possibile utilizzazione delle scienze chimiche a interlocutori, specialisti e non, rappresentativi delle diverse e specifiche competenze coinvolte nelle filiere agro-alimentari (ingegnere, biologo, chimico, nutrizionista, amministratore).

M1. CHIMICA GENERALE - 5 CFU
1A DALLA MATERIA ALL'ATOMO. Miscugli, Separazione, Elementi e Composti. Atomi, Molecole, Ioni. L’atomo: isotopi, unità di massa atomica, numeri quantici, orbitali s, p e d, configurazione fondamentale. La tavola periodica: gruppi e periodi; proprietà periodiche: dimensioni atomiche, energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività, carattere metallico.
1B COMPOSTI E REAZIONI. L'ottetto, legame ionico; legame covalente puro e polare, orbitali di legame, legami σ e π, forma delle molecole; ibridazione; legame di coordinazione, risonanza; legame metallico. Legami deboli, legame idrogeno. I composti: Ossidi. Idrossidi, Ossiacidi, Idracidi, Idruri, Perossidi, Cationi, Anioni, Sali, Composti di coordinazione, La mole; Peso molecolare. Reagenti e prodotti, coefficienti stechiometrici, peso equivalente, Reazioni di scambio ionico e redox.
1C LO STATO FISICO DEI COMPOSTI. Termodinamica, Energia interna. Calore. Entalpia. Legge di Hess. Entropia, Energia libera. Gli stati della materia. I gas, Equazione di stato. Legge di Dalton. Lo stato solido. Lo stato liquido, tensione superficiale, viscosità, tensione di vapore. Passaggi di stato: Diagrammi isobari, Diagrammi di stato P/T, Temperatura critica. Soluzioni, Concentrazione: % P/P, V/V, P/V, molarità, molalità, frazione molare, ppm; Proprietà colligative.
1D EQUILIBRIO CHIMICO. Kp, Kc, Kx, Kn, Le Chatelier. Acidi e Basi. Arrhenius, Bronsted e Lowry, Acidi e basi forti, deboli e coniugati; Kw, pH; Ka, Kb; Idrolisi; Tamponi; Indicatori; Titolazioni acido-base; Kps; Effetto dello ione comune.
1E ELETTROCHIMICA E CINETICA. potenziali standard; legge di Nerst, piaccametro, elettrolisi. Velocità di reazione, equazioni cinetiche, costanti cinetiche, ordine di reazione, diagramma energetico, teoria delle collisioni, catalizzatori.
M1ES. STECHIOMETRIA - 3 CFU: Nomenclatura. Reazioni. Relazioni ponderali. Soluzioni, Diluizioni. Reazioni redox. Reazioni acido-base. pH. Idrolisi. Prodotto di solubilità.
M2. CHIMICA ORGANICA - 3 CFU
2A I COMPOSTI DEL CARBONIO. Le reazioni in chimica organica: I gruppi funzionali, Elettrofili, nucleofili e radicali. Idrocarburi saturi: Acani, Cicloalcani, Gruppi alchilici, Isomeria strutturale, conformazionale e geometrica, Reazioni di ossidazione e alogenazione.
2B STEREOCHIMICA. Enantiomeri, Centri chirali, Formule prospettiche, Proiezioni di Fisher, Polarimetro, Convenzione R/S, +/-, D/L, miscele racemiche, Diastereoisomeri, Composti meso.
2C IDROCRBURI INSATURI. Alcheni: Isomeria geometrica cis/trans e E/Z, Carbocationi, Addizione elettrofila, Idrogenazione, Ossidazione. Alchini. Aromatici: Benzene, Risonanza, Aromaticità, Acidi di Lewis. Sostituzione elettrofila aromatica, Effetto sostituenti.
2D IDROCARBURI CONTENENTI ETEROATOMI. Alogenuri alchilici: Sostituzione nucleofila, Eliminazione. Alcoli: Acidità e basicità, Nucleofilicità, Reattività verso i nucleofili, SN ed E (disidratazione). Fenoli: Acidità e basicità, Attività antiossidante, Ossidazione. Eteri: scissione. Ammine: Basicità, reazioni.
2E COMPOSTI CARBONILICI E CARBOSSILICI. Aldeidi e chetoni: Gruppo carbonilico, Addizione nucleofila, Ossidazione, Riduzione, Tautomeria cheto-enolica, Condensazione aldolica. Derivati acilici: Acidi, Esteri, Ammidi, Alogenuri acilici, Anidridi, Nitrili, Sostituzione nucleofila acilica, Ordine reattività derivati, Condensazione di Claisen.
M2ES. ES CHIMICA ORGANICA - 1 CFU: Nomenclatura e reazioni dei composti organici.

L’apprendimento verrà valutato mediante la somministrazione di una prova scritta da compilare in un tempo massimo di 80 minuti. Il modulo M1 (60 minuti) comprende 9 quiz a risposta multipla (10 minuti), una domanda di teoria a risposta aperta (che potrà essere somministrata anche in modalità orale) e tre esercizi di stechiometria; il Modulo M2 (20 minuti) comprende invece 8 quiz a risposta multipla (10 minuti) e una domanda di teoria a risposta aperta (che potrà essere somministrata anche in modalità orale). La valutazione dei due Moduli potrà essere fatta anche separatamente, alla fine del semestre di competenza o durante le normali sessioni di esame. La prova scritta dovrà essere discussa con il docente.
Sono previste prove facoltative di auto-valutazione in itinere, attraverso test e questionari pubblicati sulla piattaforma e-learning, il cui unico scopo è di fornire allo studente una indicazione sulla progressione del suo grado di preparazione.

Lo studente dovrà dimostrare di possedere una conoscenza approfondita dei contenuti, esposti in maniera sufficientemente corretta con utilizzo di adeguata terminologia e la capacità di applicare tale conoscenza per la risoluzione di problemi semplici.

Il voto finale è attribuito in trentesimi e nel caso di prove separate è dato dalla somma dei due punteggi ottenuti. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18 (nel caso di prove separate almeno 12 per il modulo M1 e almeno 6 per il modulo M2). È prevista l’assegnazione del massimo dei voti con lode (30 e lode).

Per ogni domanda ed esercizio viene dato un punteggio modulato sulla base della completezza e dell'esattezza delle risposte, che può variare da 0 a 2.5 punti per le domande e da 0 a 3 punti per gli esercizi. Per quanto riguarda il test a risposta multipla, per ogni risposta esatta sarà attribuito 1 punto e per ogni risposta sbagliata 0 punti. Per il superamento dell'esame la somma di tutti punteggi non dovrà essere minore di 18 (12 per M1 e 6 per M2). La discussione della prova scritta può modificare al massimo di un punto il punteggio della prova scritta sia in positivo che in negativo. La lode viene attribuita quando il punteggio ottenuto dalla precedente somma superi il valore 30 e contemporaneamente lo studente abbia dimostrato piena padronanza della materia.

Gli studenti avranno a disposizione sulla piattaforma LEARN le diapositive delle lezioni frontali ed i video dimostrativi proiettati durante le lezioni, nonché materiale didattico addizionale, come test di autovalutazione e dispense riassuntive (esclusivamente per il Modulo 1).
Inoltre, si consiglia la consultazione, fra quelli proposti in calce, di un testo di Chimica Generale (Modulo M1) e di un testo di Chimica Organica (Modulo M2) che serviranno come approfondimento e non verranno seguiti in modo sequenziale e completo durante le lezioni.
Chimica Generale (MODULO M1)
• Chang, Goldsby, Fondamenti di Chimica Generale 3Ed, ISBN 97-888-386-9629-9, McGraw-Hill Education, Milano, (2020).
• Atkins, Jones, Laverman, Principi di chimica 4Ed, ISBN 97-888-083-2097-1, Zanichelli, Bologna, (2018).
Chimica Organica (MODULO M2)
• Hart , Hadad , Craine , Hart, Chimica Organica 8Ed, ISBN 97-888-086-2051-4, Zanichelli, (2019).
• Gorzynski Smith, Fondamenti di chimica organica 3Ed, ISBN: 978-88-386-9443-1, McGraw-Hill Education, Milano, (2018).

Erogato in modalità e-learning - Technology Enhanced