IBL9

Lingua Insegnamento:

ITALIANO
Testi di riferimento:

Kotz, Treichel, Townsend; Chimica, Edises - Napoli , oppure
Petrucci, Harwood, Herring; Chimica Generale - Principi e Moderne Applicazioni, Piccin Editore, oppure
Silberberg; Chimica, McGraw-Hill Editore
Obiettivi formativi:

L’obiettivo del corso di chimica generale è di fornire i concetti base di chimica necessari per affrontare i corsi a carattere chimico degli anni successivi.
Risultati di apprendimento attesi
Al termine del ciclo di lezioni lo studente:
1. Conoscenza e comprensione
- è in possesso delle nozioni chimiche di base su composizione, struttura, proprietà e trasformazioni della materia;
- è in possesso di cognizioni fondamentali sulla struttura atomica, sulla natura legame chimico, e sulla struttura delle molecole;
- è in possesso di nozioni sulle proprietà dello stato gassoso e delle soluzioni;
- sa bilanciare un'equazione chimica e determinare i rapporti quantitativi in una reazione;
- è in possesso di cognizioni utili a valutare la concentrazione e la diluizione di soluzioni acquose;
- è in grado di rappresentare la formula e la prevedibile geometria molecolare di semplici composti binari, ternari e di coordinazione;
- sa interpretare il comportamento di un sistema in condizioni di equilibrio chimico in fase gassosa e in soluzione acquosa, anche a livello quantitativo;
- è in possesso di cognizioni approfondite per valutare il grado di acidità (pH) di soluzioni acquose e le condizioni perché in soluzione si verifichi la precipitazione di composti poco solubili;
- conosce i concetti di base della cinetica chimica;
- conosce l’energetica delle trasformazioni chimiche (termodinamica chimica) e sa valutare la spontaneità di una reazione;

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
- è capace di applicare a casi reali quanto appreso a livello teorico.
- ha sviluppato la capacità di eseguire calcoli esatti ed approssimati applicando le leggi della chimica e della stechiometria a casi concreti (esercizi numerici e attività laboratorio);
3. Capacità di giudizio
- dovrà essere capace di risolvere, con ragionamento scientifico e logico, problemi di stechiometria usando le loro conoscenze chimiche e matematiche.
- dovranno essere in grado di interpretare fatti sperimentali alla luce della teoria chimica (struttura atomica, legame, equilibri etc).
4. Abilità comunicative
- dovrà essere capace di comunicare e spiegare, con termini chimici corretti, tutti i contenuti del corso.
5. Capacità di apprendimento
- dovrà essere in grado, con le conoscenze acquisite, di seguire e comprendere le lezioni dei corsi successivi più specializzati.
Prerequisiti:

L'insegnamento di "Chimica Generale" può essere fruito anche da coloro che non hanno pregresse conoscenze di chimica, sebbene sia utile che gli studenti abbiano già acquisito le nozioni di base della chimica svolte in almeno un corso annuale delle scuole superiori.
Inoltre, per la natura degli argomenti che saranno trattati, è importante che gli Studenti abbiano padronanza di alcune conoscenze di base della matematica, in particolare: l'esecuzione e le proprietà delle operazioni con i numeri esponenziali e i logaritmi, la soluzione di equazioni di primo e secondo grado, sistemi di equazioni e alcune conoscenze di base della fisica, in particolare: energia cinetica e potenziale, lavoro, legge di Coulomb, carica elettrica, dipolo elettrico, corrente elettrica.
Nessuna Propedeuticità.
Metodi didattici:

L'insegnamento si compone di lezioni frontali in aula (previste 50 ore) e di esercitazioni di stechiometria (previste 10 ore).
Lezioni frontali.
La didattica è principalmente di tipo convenzionale, con esposizione orale, supportata da proiezioni di slide e scrittura su lavagna. Il Docente illustra la rilevanza degli argomenti dando esempi concreti della loro applicazione nel contesto delle applicazioni ai materiali e dei successivi insegnamenti del Corso di laurea. Scopo delle lezioni frontali è trasmettere le nozioni di teoria pertinenti agli argomenti discussi.
Esercitazioni di stechiometria.
Le esercitazioni sono svolte in parallelo alle lezioni frontali, al termine di un ciclo di lezioni dai contenuti coerenti. Scopi delle esercitazioni sono:
- l'applicazione pratica delle nozioni teoriche proposte (acquisizione di abilità pratiche)
- stimolare la capacità di analisi e di individuare una strategia finalizzata alla soluzione del problema (acquisizione di capacità di elaborazione).
Modalità di verifica dell'apprendimento:

Tipo di esame:
Scritto e Orale Separati
Modalità di verifica dell'apprendimento:
L'esame consiste di una prova scritta ed una prova orale. L'esame scritto è costituito da un test a risposta multipla di 10 quesiti di cui 5 domande teoriche e 5 esercizi. Con le domande s'intende valutare sia la comprensione dei principi fondamentali della chimica sia la capacità dello studente di applicare a casi reali quanto descritto in teoria. I problemi di stechiometria sono invece volti a verificare la capacità dello studente ad utilizzare i concetti acquisiti mediante lo svolgimento di esercizi numerici Chi supera lo scritto con una votazione di almeno 18/30 è ammesso a sostenere l'orale nella stessa sezione.
La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 20 minuti in cui saranno posti quesiti relativi ad aspetti teorici inerenti alle tematiche affrontate nell’insegnamento e riportati nel programma dettagliato del corso, ed è finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma. Essa consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicazione dell'allievo con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione degli argomenti, nonché verificare la capacità dello studente di applicare le competenze acquisite a sistemi più complessi comunque riconducibili al programma dell’insegnamento.
La votazione conclusiva della prova d'esame sarà espressa in trentesimi e terrà conto complessivamente delle valutazioni ottenute nella prova scritta e nella prova orale.
Sostenibilità:
Altre Informazioni:

Informazioni, avvisi, e materiale utile al corso sono disponibili presso il corrispondente sito e-learning o contattando il docente via e-mail: cecilia.coletti@unich.it

- Introduzione
- Struttura atomica della materia
- Nomenclatura delle principali sostanze chimiche
- Reazioni chimiche
- Calcoli con formule ed equazioni chimiche
- Lo stato gassoso
- Termodinamica e termochimica
- Struttura dell'atomo
- Il legame chimico
- Reazioni ed equilibri chimici
- Teorie acido-base
- Equilibri acido-base
- Equilibri di solubilità
- Termodinamica ed equilibrio

Programma:
• Introduzione: Stati di aggregazione della materia. Sistemi omogenei ed eterogenei. Sostanze ed elementi chimici
• Struttura atomica della materia: Teoria atomica. Proprietà dell'atomo. Struttura nucleare e isotopi. Pesi atomici. Simboli chimici e loro significato quantitativo
• Nomenclatura delle principali sostanze chimiche: Sostanze chimiche molecolari e ioniche, formule chimiche di composti semplici.
• Reazioni chimiche: Scrittura e bilanciamento di reazioni chimiche. Calcoli con formule ed equazioni chimiche: Numero di Avogadro, concetto di mole. Determinazione di formule chimiche. Stechiometria.
• Lo stato gassoso: Pressione gassosa e sua misura. Legge dei gas ideali. Miscele di gas e pressioni parziali. Cenni sulla teoria cinetica dei gas
• Termochimica: Energia ed unità di misura. Calore di reazione. Entalpia e variazione di entalpia. Equazioni termochimiche.
• Struttura dell'atomo:. Numeri quantici ed orbitali atomici. Spin elettronico e principio di esclusione di Pauli. Principio di Aufbau. Configurazione elettronica degli atomi. Regola di Hund. Il sistema periodico degli elementi. Proprietà periodiche degli elementi: potenziale di ionizzazione, affinità elettronica.
• Il legame chimico: Legame ionico. Legame covalente: generalità, regola dell'ottetto. Formule di Lewis. Legami delocalizzati e risonanza. Distanza, ordine ed energia di legame. Geometria molecolare e momento dipolare. Teoria della repulsione tra coppie di elettroni (VSEPR). Teoria del legame di valenza: orbitali ibridi, risonanza, legami multipli. Proprietà magnetiche delle molecole. Teoria degli orbitali molecolari
• Stati della materia

chimica: Velocità di reazione. Catalisi.
• Reazioni ed equilibri chimici: stato di equilibrio. Equilibrio chimico. Costante di equilibrio. Equilibri eterogenei. Spostamento dell'equilibrio: principio di Le Chatelier.
• Equilibri acido-base: Definizioni degli acidi e delle basi secondo Arrhenius, Brønsted-Lowry e Lewis. Struttura molecolare e forza degli acidi. Ionizzazione dell'acqua. Soluzione di un acido o di una base forte. Il pH di una soluzione. Equilibri di ionizzazione di un acido o una base debole. Idrolisi. Soluzioni tampone.
• Equilibri di solubilità: Prodotto di solubilità. Effetto degli ioni comuni. Criteri di precipitazione. Effetto del pH sulla solubilità.
• Termodinamica ed equilibrio: Primo principio della termodinamica. Entropia e secondo principio della termodinamica. Entropie standard e terzo principio della termodinamica. Energia libera e spontaneità. Relazione tra energia libera e costanti di equilibrio