ITALIANO

All'allievo che accede a questo insegnamento non sono richiesti particolari prerequisiti relativi alla conoscenza dei principi fondamentali della Chimica.

Lezione Frontale: 72 ore

L'insegnamento si propone di fornire i fondamenti per
la comprensione e l'interpretazione dei fenomeni
chimici su cui si basano 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.

L'insegnamento fornirà le conoscenze e le capacità necessarie per
l'analisi e la
comprensione di problematiche chimiche e
termodinamiche in ambito bioingegneristico, facendo uso delle leggi e dei metodi che sono alla base dei fenomeni chimici.
Tali capacità sono acquisite dallo studente tramite lo svolgimento di esercizi guidati che richiedono l'uso dei
modelli e delle metodologie descritte nelle lezioni.

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. A tale scopo il
corso intende stimolare gli studenti a sviluppare
l’attitudine ad un ragionamento logico, basato sul
metodo scientifico.

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. Nuclidi e decadimenti radioattivi. 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, 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 Van’tHoff, 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 a 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. Cenni di cinetica chimica: velocità, molecolarità ed ordine di reazione.

La valutazione avviene tramite prova scritta ed orale. 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.
La votazione massima 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 all’ingegneria.
La votazione minima 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 all’ingegneria.

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 tipici dell’ingegneria

I voti sono attribuiti in trentesimi, con eventuale lode. L’esame è considerato superato con un voto minimo di 18.

ll voto finale risulta dalla media delle valutazioni della prova scritta e di quella orale. Per accedere alla prova orale è necessario aver conseguito una votazione maggiore o uguale a 18. La lode è attribuita agli studenti che, avendo conseguito un voto finale di 30, abbiano dimostrato una particolare padronanza della materia.

L. Laird, “Chimica Generale”, McGraw-Hill;
R. Michelin, A. Munari, “Fondamenti di Chimica”, Casa Editrice Ambrosiana; Stechiometria: Michelin Lausarot Vaglio “Stechiometria per la chimica generale” Piccin
Ulteriore materiale
didattico sarà messo a disposizione dal docente nella pagina apposita della Piattaforma Moodle:https://learn.univpm.it

Il Corso non è erogato in modalità e-learning