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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2017/2018
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 083105 - FONDAMENTI DI CHIMICA E CHIMICA ORGANICA
Docente D'Arrigo Paola
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (363) INGEGNERIA BIOMEDICA*AE060004 - CHIMICA A (PER BIOMEDICI)
083105 - FONDAMENTI DI CHIMICA E CHIMICA ORGANICA
ZZZZ061230 - CHIMICA ORGANICA (PER ING. BIOMEDICA)

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

Programma delle lezioni e delle esercitazioni

 

Lo scopo del corso è di introdurre lo studente ai principi fondamentali della chimica, per arrivare alla comprensione a livello molecolare delle proprietà delle sostanze organiche di interesse biomedico.

  

LA MATERIA: Composizione della materia: sostanze pure e miscele; elementi e composti. Gli atomi. Particelle elementari. Il nucleo atomico, isotopi.

 

ATOMO: Quantizzazione dell’energia. La struttura elettronica degli atomi secondo la meccanica ondulatoria. Il sistema periodico e le proprietà periodiche degli elementi (raggio atomico, carica nucleare effettiva, energia di ionizzazione, affinità per l'elettrone, elettronegatività).

 

LEGAME CHIMICO: Il legame ionico: struttura cristallina e proprietà dei composti ionici, raggi ionici, energia reticolare. Il legame covalente: le molecole. Geometria molecolare e proprietà delle sostanze molecolari. I solidi covalenti. Il legame metallico: metalli (conduttori) e semiconduttori. Forze intermolecolari, legame a idrogeno.

 

STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA. Descrizione dello stato gassoso mediante l'equazione di stato del gas perfetto. Cenni ai gas reali. Descrizione degli stati liquido e solido. Diagrammi di stato.

 

TERMODINAMICA CHIMICA. Primo principio della termodinamica: energia, calore e lavoro. Entalpia e calore di reazione Entropia e secondo principio della termodinamica. Energia libera di Gibbs. Costante di equilibrio. Previsione della spontaneità e delle condizioni di equilibrio delle reazioni chimiche. 

 

CINETICA. Velocità di reazione e sua dipendenza dalla temperatura e dalle concentrazioni dei reagenti. Il modello collisionale nella descrizione delle reazioni chimiche. I catalizzatori. 

 

LE REAZIONI CHIMICHE IN SOLUZIONE ACQUOSA. Definizione di acidi e basi. Equilibri acido-base in soluzione acquosa. Il prodotto ionico dell'acqua e il pH. Reazioni di ossido-riduzione. Pile e forza elettromotrice. Potenziali standard di riduzione. Elettrolisi.

 

IL CARBONIO E I SUOI COMPOSTI. Classi di sostanze e gruppi funzionali, nomenclatura, proprietà fisiche, isomeria e stereoisomeria.

 

SINTESI E REATTIVITA' DELLE SEGUENTI CLASSI DI COMPOSTI: alcani, alcheni, alchini alogeno derivati, composti aromatici, alcoli, tioli, eteri, epossidi, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici e derivati, ammine.

 

STEREOISOMERIA E CHIRALITA'.

 

COMPOSTI DI INTERESSE BIOLOGICO: Carboidrati. Amminoacidi e proteine. Lipidi.

 

 

 

 

 

Attività di laboratorio 

Il corso prevede 3/5 esercitazioni di laboratorio sperimentale della durata di 4 ore ciascuna nelle quali verranno effettuati esperimenti, mettendo in pratica le conoscenze acquisite durante le lezioni. Il calendario delle esercitazioni di laboratorio verrà comunicato dal docente e con appositi avvisi. La partecipazione alle esercitazioni di laboratorio è consigliata e verra' considerata in sede di valutazione finale.

 

 

 

 

 

Altre informazioni 

Il laboratorio sperimentale si svolge presso il Dip CMIC in Via Mancinelli 7. Gli studenti verranno suddivisi in due o tre squadre come comunicato dal Docente. Per accedere al laboratorio è obbligatorio l’uso di un camice.

 

 

Course Program

 

THE MATTER: Composition of matter: pure substances and mixtures; elements and compounds. The atoms and the atomic structure. Isotopes.

 

THE ATOM: Quantum-mechanical concepts. Electronic structure of atoms and the periodic system.

 

THE CHEMICAL BOND: Ionic bonding: crystal structure and properties of ionic compounds. Covalent bonding: molecules and covalent solids. Molecular geometry and properties. The metallic bond. Intermolecular forces.

 

THE STATES OF MATTER: Description of the gaseous state by the ideal-gas equation of state. Properties of solids and liquids. Phase diagrams.

 

CHEMICAL THERMODYNAMICS: First and second principles of thermodynamics. Enthalpy, entropy and Gibbs free energy state functions. Heat, spontaneity and equilibrium conditions of chemical reactions.

 

CHEMICAL KINETICS: Reaction rate. Parameters affecting reaction rates. The molecular collision model of chemical reactions. Catalysts.

 

REACTIONS AND EQUILIBRIA IN AQUEOUS SOLUTIONS: Acids, bases and acid-base equilibria. Autoprotolysis of water and the pH. Solubility equilibria of salts. Red-ox reactions. Electrochemical cells, electromotive force, standard reduction potentials. Electrolysis.

 

CARBON AND ITS COMPOUNDS: Classification of substances according to functional groups, nomenclature, polarity, solubility. Isomers and stereoisomers.

 

SYNTHESIS AND REACTIVITY OF THE FOLLOWING CLASSES OF COMPOUNDS: alkanes, alkenes, alkynes, alkyl halides, aromatic compounds, alcohols, thiols, ethers, epoxides, aldehydes, ketones, carboxylic acids and their derivatives, amines.

 

STEREOISOMERISM AND CHIRALITY.

 

COMPOUNDS OF BIOLOGICAL INTEREST: Carbohydrates. Amino acids and proteins. Lipids

 

 

Laboratory Activities

 

The course will be integrated by five experimental activities, to be held in the didactic laboratory of Dip. CMIC in Via Mancinelli, 7. The calendar of laboratory activities will be communicated at the beginning of the course. The attendance at lab activities is warmly recommended and it will be considered in the final evaluation.

 

 

 


Note Sulla Modalità di valutazione

Le attività di laboratorio concorrono alla valutazione finale del corso. La valutazione del corso verrà effettuata mediante una prova scritta finale secondo il calendario degli appelli previsto dalla Scuola.


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaFondamenti di Chimica e Chimica Organica per Ingegneria Biomedica, Editore: McGraw Hill
Note:

In fase di pubblicazione. A lezione verranno fornite informazioni dettagliate aggiuntive.

Risorsa bibliografica obbligatoriaMasterton-Hurley, Chimica: Principi e reazioni, Editore: Piccin Editore, ISBN: 978-88-299-1854-6
Risorsa bibliografica obbligatoriaL. G. Wade, Fondamenti di Chimica Organica, Editore: Piccin Editore, ISBN: 9788829923007
Risorsa bibliografica obbligatoriaa cura di Pietro Tagliatesta, Chimica generale e inorganica, Editore: edi - ermes, Anno edizione: 2016, ISBN: 9788870514902
Risorsa bibliografica obbligatoriaa cura di Bruno Botta, Chimica organica essenziale, Editore: edi - ermes, Anno edizione: 2012, ISBN: 9788870513547
Risorsa bibliografica obbligatoriaP.D'Arrigo, A.Famulari, C.Gambarotti, M.Scotti, Chimica: Esercizi e Casi Pratici, Editore: EdiSES, Anno edizione: 2013, ISBN: 9788879597906
Risorsa bibliografica obbligatoriaP.M. Lausarot, G.A. Vaglio, Stechiometria per la Chimica Generale, Editore: Piccin, Anno edizione: 2008, ISBN: 978-88-299-1727-3

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
60.0
esercitazione
28.0
laboratorio informatico
0.0
laboratorio sperimentale
20.0
progetto
0.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
17/05/2021