Ing - Civ (1 liv.)(ord. 270) - MI (342) INGEGNERIA CIVILE
*
A
L
097247 - CHIMICA A
088505 - CHIMICA (ING. CIVILE)
Obiettivi dell'insegnamento
L'obiettivo finale è acquisire una visione corretta della conoscenza scientifica per quanto riguarda la scienza chimica, con particolare attenzione alle sue implicazioni nell’ambito dell’ingegneria.
Il corso, di tipo propedeutico, è articolato in due parti. La prima (struttura atomica e molecolare, aspetti termodinamici e cinetici) fornisce l’impostazione metodologica e i concetti di base per lo studio delle trasformazioni della materia. La seconda è essenzialmente di tipo fenomenologico (diagrammi di stato, acidi e basi, processi elettrochimici). L'interdipendenza delle due parti è evidenziata con opportuni esempi. Le esercitazioni approfondiranno con esempi numerici, alcune delle problematiche impostate nelle lezioni.
L'intento è guidare lo studente a comprendere la stretta correlazione tra la struttura microscopica della materia e le sue proprietà non solo chimico-fisiche.
Risultati di apprendimento attesi
Lo studente:
acquisisce la nozione fondamentale che la chimica è una scienza sperimentale e quantitativa
studia i principali fattori chimico/fisici che influenzano i processi chimici
comprende ed elabora dati sperimentali con particolare attenzione a quelli relativi a processi industriali
comprende la logica del trasferimento delle conoscenze scientifiche della chimica in ambito ingegneristico.
Lo studente arriva a:
dimostrare capacità di estrarre e sintetizzare informazioni rilevanti inerenti il contenuto del corso da lezioni frontali, libri di testo e risorse web
dimostrare per quanto possibile di sapere inquadrare le nozioni acquisite in un ambito più ampio di quello del corso specifico
dimostrare di saper comunicare in maniera efficace e con la corretta terminologia sia oralmente sia in forma scritta.
Argomenti trattati
Inquadramento
Il corso rientra nella "formazione di base" dell'ingegnere civile, in quanto fornisce le indispensabili nozioni di chimica. E' propedeutico al corso di Materiali da costruzione.
Programma
Nozioni introduttive.
Significato e ruolo della chimica. La materia: atomi e molecole, elementi e composti. Masse atomiche, moli e massa molare. Isotopi. Reazioni chimiche e relazioni ponderali.
L'atomo.
Struttura dell'atomo. L'atomo di Bohr. Meccanica quantistica. L'elettrone come particella e come onda. Orbitali atomici e configurazioni elettroniche.
La tavola periodica.
Periodicità delle proprietà. Energia di ionizzazione, affinità elettronica. Raggi atomici e raggi ionici.
Il legame chimico.
Orbitali molecolari. Legami ionici. Legami covalenti omo- ed eteropolari. Elettronegatività. Legame metallico. Polarizzazione. Forze intermolecolari.
Lo stato gassoso.
I gas ideali e le loro leggi. Equazione di stato. Miscele gassose. Reazioni in fase gassosa
Gli stati liquido e solido.
Proprietà dei liquidi. Cambiamenti di stato. Diagrammi di stato. Le soluzioni. Soluzioni ideali: legge di Raoult. Deviazioni dall'idealità. Proprietà colligative delle soluzioni. Equilibri di fase.
Termodinamica chimica.
Stati termodinamici. Energia, lavoro, calore. Primo principio. Termochimica. Stati standard. Entalpia e legge di Hess. Entalpia e energia di legame. Secondo e terzo principio. Concetto di entropia. Spontaneità dei processi: energia libera.
Equilibrio chimico
Equilibri omogenei. Legge di azione di massa. Costanti di equilibrio. Equilibri ionici. Autoprotolisi dell'acqua. Concetto di pH. Acidi e basi e teorie relative. Reazioni di idrolisi. Reazioni di ossidoriduzione. Equilibri eterogenei. Prodotto di solubilità. Termodinamica dei passaggi di stato.
Cinetica chimica.
Velocità di reazione. Ordine di reazione. Equazione di Arrehnius. Energia di attivazione e catalizzatori.
Elettrochimica.
Semielementi galvanici. Potenziali elettrodici e scala dei potenziali standard. Equazione di Nernst. Celle galvaniche. Corrosione dei metalli. Passivazione.
Esercitazioni
Le esercitazioni consistono nella illustrazione e nella esecuzione in aula di problemi numerici inerenti la materia.
Prerequisiti
Nessun prerequisito.
Modalità di valutazione
Verrà effettuata una prova scritta della durata di due ore. Il regolamento della Scuola prevede tre appelli tra gennaio e febbraio, due tra giugno e luglio, e uno a settembre. Lo studente sosterrà coerentemente con il programma del corso e i risultati attesi una prova scritta di Chimica A agli appelli previsti, comprensiva di esercizi numerici e domande di teoria, che potrà essere o meno integrata da un colloquio orale a discrezione del docente o su richiesta dello studente. Lo studente dovrà avere chiara la nozione di scienza e le sue implicazioni tecnologiche.
Bibliografia
P. Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Editore: Zanichelli
Petrucci-Herring-Madura-Bissonnette, Chimica Generale. Principi ed applicazioni moderne, Editore: Piccin, ISBN: 978-88-299-2933-7
Brown-Lemay-Bursten-Murphy, Fondamenti di Chimica, Editore: Edises, ISBN: 978-88-7959-479-0
W. Masterton, C. Hurley, Chimica: Principi e Reazioni, Editore: Piccin Nuova Libraria
K.G. Whitten, R.E. Davis, M.L. Peck, G.G. Stanley, Chimica Generale, Editore: Piccin Nuova Libraria
D'Arrigo, Famulari, Gambarotti, Scotti, Chimica: Esercizi e Casi Pratici, Editore: Edises
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
39:00
58:30
Esercitazione
21:00
31:30
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale
60:00
90:00
Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Italiano