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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 072365 - FONDAMENTI CHIMICI PER LE TECNOLOGIE
Docente Gambarotti Cristian
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) - BV (394) INGEGNERIA GESTIONALE*MZZZZ072365 - FONDAMENTI CHIMICI PER LE TECNOLOGIE

Obiettivi dell'insegnamento

L’insegnamento di Fondamenti Chimici per le Tecnologie si inserisce all’interno del percorso degli studi perseguendo alcuni degli obiettivi generali di apprendimento di seguito descritti:

-Il raggiungimento di buone basi di chimica generale, tali da affrontare con cognizione di causa future responsabilità aziendali, direttamente o indirettamente collegate alla conoscenza della scienza chimica è un obiettivo essenziale di questo insegnamento. Per il futuro Ingegnere Gestionale questa evenienza è infatti   abbastanza frequente nella conduzzione delle imprese che operano nel tessuto industriale Italiano o Internazionale. A questo proposito una o più aziende leader nel campo della chimica, dei materiali o nella logistica, sensibilizzate su questo obiettivo, saranno invitate per esporre e dimostrare quello che potrebbe affrontare un Ingegnere gestionale nella realtà industriale.

-Il corso ha come obiettivo quello di fornire allo studente gli elementi concettuali di base per comprendere le leggi che regolano la trasformazione della materia.

-In particolare, l’insegnamento contribuisce allo sviluppo delle capacità di comprensione dei principi scientifici ed ingegneristici fondamentali della chimica e la loro declinazione nelle principali tecnologie adottate in impresa, in particolare nelle imprese che operano nel area della chimica e dei materiali.

-Con questi obiettivi primari ben presenti, il corso è orientato alla trattazione della chimica attraverso la comprensione degli esperimenti e la deduzione delle leggi conseguenti. Alla descrizione degli aspetti teorici tenuti a lezione, sono affiancate esercitazioni numeriche indispensabili per una maggiore comprensione pratica dei principi esposti e coerenti con il progetto formativo di un ingegnere. Saranno altresì affrontate in aula ed in completa sicurezza, alcune semplici dimostrazioni pratiche che ben si prestano ad una esemplificazione sperimentale frontale.

(Risulta particolarmente difficile raggiungere l’obbiettivo primario sopra descritto per un corso di base come “Fondamenti Chimici per le Tecnologie”, inserito nell’ultimo anno del corso di laurea in Ingegneria Gestionale, perciò appena prima del conseguimento della laurea triennale).


Risultati di apprendimento attesi

A seguito del superamento dell’esame, lo studente:   -conosce i principi fondamentali, generalizzazioni, teorie e concetti delle leggi della trasformazione della materia.  -conosce i termini scientifici ed ingegneristici fondamentali della chimica.  – è in grado di selezionare e applicare i principi utili per ottenere soluzioni a semplici problemi delle tecnologie chimiche esemplificati nel corso delle lezioni frontali ed esercitazioni.

 


Argomenti trattati

Per il corso del Prof. C. Gambarotti, al sito https://beep.metid.polimi.it/web/2015-16-fondamenti-chimici-per-le-tecnologie-cristian-gambarotti-/ è disponibile  il materiale didattico e le necessarie informazioni sul corso.

Per il corso tenuto del Prof.  W. Navarrini, al sito: https://beep.metid.polimi.it/user/walter.navarrini  è disponibile il materiale didattico in particolare, le informazioni sul corso, un programma più dettagliato,le diapositive utilizzate a lezione , alcuni  esercizi e alcune  prove d’esame.

Progamma del Corso:   

A.   Fondamenti di Chimica – Materia e energia – Stati della materia – Proprietà chimiche e fisiche – Miscele, sostanze, composti e elementi – Fasi - Misure in Chimica – Unità di misura – Uso dei numeri – Analisi dimensionale.

B.   Formule chimiche e Composizione Stechiometrica – Atomi e molecole – Numero atomico – Numero di massa e isotopi – Scala delle masse atomiche e dei pesi atomici – Formule chimiche – Ioni e composti ionici – Nomenclatura chimica – Pesi atomici – La mole – Pesi formula, pesi molecolari, moli – Composizione percentuale e formule – Determinazione delle formule molecolari – Purezza.

C.   Equazioni chimiche – Equazioni chimiche – Soluzioni acquose e Reazioni in soluzione acquosa – Reazioni acido/base – Numeri di ossidazione – Reazioni redox (introduzione) – Reazioni di spostamento – Nomenclatura.

D.   Stechiometria di reazione – Calcoli basati sulle equazioni chimiche – Il concetto di reagente limitante – Rese percentuali e selettività – Reazioni parallele ed in sequenza – Costante di equilibrio – Concentrazione delle soluzioni – Diluizione di soluzioni.

E.   Struttura Atomica – Particelle elementari e loro proprietà –  Radiazione elettromagnetica e spettri atomici – Natura ondulatoria dell’elettrone – Numeri quantici e orbitali atomici - Spin elettronico e Principio di Pauli - Descrizione quanto-meccanica dell’atomo configurazioni elettroniche di atomi.

F.     Tabella Periodica degli Elementi - Andamenti periodici delle proprietà atomiche –  Informazioni deducibili dalla Tabella Periodica – Raggi atomici – Potenziale di ionizzazione – Affinità elettronica – Raggi ionici – Elettronegatività.

G.   Legame chimico – Notazione di Lewis di atomi e molecole – Formazione di composti ionici – formazione di legami covalenti – Regola dell’ottetto e dei 18 elettroni e loro eccezioni – Risonanza – Legami Covalenti Polari/Non polari e Momento dipolare – Geometria e polarità di molecole – Continuità nei tipi di legame

H.   Strutture molecolari – Metodo VSEPR – Ibridizzazione di orbitali – Teoria del Legame di Valenza (VB) e degli Orbitali Molecolari (OM) – Metalli e semiconduttori Interazioni tra molecole  I composti organici più semplici.

I.     Termodinamica: energia e reazioni chimiche – Forme di energia, calore specifico e capacità termica, funzioni di stato, energia nei cambiamenti di stato, entalpia di reazione –  Termochimica – Legge di Hess – Entalpie di formazione, Energie di legame. Entropia e Energia libera: spontaneità ed equilibrio chimico.

J.    Cinetica chimica - Velocità di reazione – Legge cinetica e ordine di reazione – Energia di attivazione e dipendenza dalla temperatura della velocità di reazione – Catalisi omogenea ed eterogenea. - Meccanismi di reazione.

K.  Reazioni in soluzione acquosa I - Reazioni Acido-Base – Definizioni di acido e base - Forza di acidi e basi protici (Ka) – Relazione forza acida/struttura – Identificazione di centri acidi e basici Reazioni di acidi e basi – Sali acidi e sali basici – Anfoterismo – Idrolisi e Soluzioni tampone - Equilibri acido-base e equilibri di solubilità.

L.    Reazioni in soluzione acquosa II: reazioni di ossido-riduzione – Semireazioni redox e coppie redox – Stechiometria delle reazioni redox.

M.  Elettrochimica - Pile ed elettrolisi, elettrodi e potenziale elettrodico normale – Previsione di reazioni redox -  Elettrolisi e conversione di energia elettrica in energia chimica. Sovratensione - Corrosione dei metalli.

N.    Elementi di Chimica Organica – Strutture dei composti organici – Attività ottica - Principali gruppi funzionali e loro reattività.

O.    Esempi di chimica applicata ed approfondimenti.

 

 


Prerequisiti

Non sono necessari prerequisti


Modalità di valutazione

L'esame consiste in una prova scritta obbligatoria (esercizi e domande aperte). In caso di valutazione almeno sufficiente della prova scritta é prevista una prova orale facoltativa per chi volesse incrementare il voto ottenuto nella prova scritta.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaPietro Tagliatesta et al., Chimica Generale e Inorganica, Editore: edi-erms, Anno edizione: 2016 http://www.ediermes.it (gratuita con l'acquisto del libro tramite codice d'acquisto)
Risorsa bibliografica facoltativaD'Arrigo, Famulari, Gambarotti, Scotti 2014, Chimica: esercizi e casi pratici, Editore: EdiSeS, Anno edizione: 2014
Risorsa bibliografica obbligatoriaSito della didattica del prof. W.Navarrini https://beep.metid.polimi.it/user/walter.navarrini
Note:

Sul sito è disponibile il materiale didattico in particolare, le informazioni sul corso, un programma più dettagliato,le diapositive utilizzate a lezione , alcuni esercizi e alcune prove d'esame.

Risorsa bibliografica obbligatoriaSito dellla didattica del prof. C.Gambarotti https://beep.metid.polimi.it/web/2018-19-fondamenti-chimici-per-le-tecnologie-cristian-gambarotti-/
Note:

Per scaricare il materiale didattico, diapositive, esercizi, prove d'esame.


Software utilizzato
Nessun software richiesto

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
65:00
97:30
Esercitazione
35:00
52:30
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 100:00 150:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
schedaincarico v. 1.6.8 / 1.6.8
Area Servizi ICT
22/09/2021