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:

Obiettivi del Corso
L’obiettivo del corso di Chimica Generale è fornire agli studenti le conoscenze fondamentali della chimica necessarie per affrontare con successo gli insegnamenti a contenuto chimico previsti negli anni successivi del percorso di studi.Risultati di Apprendimento Attesi
Al termine del corso lo studente sarà in grado di:1. Conoscenza e comprensione

descrivere la composizione, la struttura, le proprietà e le trasformazioni della materia;
comprendere i principi fondamentali della struttura atomica, della natura del legame chimico e della struttura delle molecole;
conoscere le proprietà dello stato gassoso e delle soluzioni;
bilanciare equazioni chimiche e determinare i rapporti quantitativi coinvolti nelle reazioni chimiche;
valutare la concentrazione e la diluizione di soluzioni acquose;
rappresentare formule chimiche e prevedere la geometria molecolare di semplici composti binari, ternari e di coordinazione;
interpretare il comportamento di sistemi in equilibrio chimico, sia in fase gassosa sia in soluzione acquosa, anche da un punto di vista quantitativo;
valutare il grado di acidità (pH) di soluzioni acquose e prevedere le condizioni di precipitazione di composti poco solubili;
conoscere i principi fondamentali della cinetica chimica;
comprendere gli aspetti energetici delle trasformazioni chimiche (termodinamica chimica) e valutarne la spontaneità.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione

applicare le conoscenze teoriche acquisite a problemi e situazioni reali;
eseguire calcoli chimici e stechiometrici, sia esatti sia approssimati, applicando le leggi della chimica a casi concreti attraverso esercizi numerici e attività pratiche.
3. Autonomia di giudizio

risolvere problemi di stechiometria mediante un approccio scientifico e logico, integrando conoscenze chimiche e matematiche;
interpretare risultati e osservazioni sperimentali alla luce della teoria chimica (struttura atomica, legame chimico, equilibri chimici, ecc.).
4. Abilità comunicative

comunicare e descrivere i contenuti del corso utilizzando una terminologia chimica appropriata e scientificamente corretta.
5. Capacità di apprendimento

utilizzare le conoscenze acquisite per seguire e comprendere insegnamenti successivi più avanzati e specialistici.
Prerequisiti:

Prerequisiti
L’insegnamento di Chimica Generale può essere seguito anche da studenti privi di conoscenze pregresse di chimica. Tuttavia, è consigliabile aver acquisito le nozioni fondamentali della disciplina attraverso almeno un corso annuale di chimica durante la scuola secondaria superiore.
Considerata la natura degli argomenti trattati, è inoltre opportuno possedere alcune conoscenze di base di matematica, in particolare:

operazioni con numeri esponenziali e logaritmi e relative proprietà;
risoluzione di equazioni di primo e secondo grado;
sistemi di equazioni.

Sono inoltre raccomandate conoscenze elementari di fisica, con particolare riferimento a:

energia cinetica e potenziale;
lavoro;
legge di Coulomb;
carica elettrica;
dipolo elettrico;
corrente elettrica.
Propedeuticità
Non sono previste 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
Teoria atomica e struttura della materia
Nomenclatura chimica
Reazioni chimiche
Calcoli con formule ed equazioni chimiche
Lo stato gassoso
Termodinamica e termochimica
Struttura elettronica degli atomi
Il legame chimico
Reazioni ed equilibrio chimico
Teorie acido-base
Equilibri acido-base

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
• Cinetica 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.