Obiettivi e contenuti del corso

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'intento è guidare lo studente a comprendere la stretta correlazione tra la struttura microscopica della materia e le sue proprietà non solo chimico-fisiche. L'interdipendenza delle due parti è evidenziata con opportuni esempi. Le esercitazioni approfondiranno con esempi numerici, alcune delle problematiche impostate nelle lezioni.

Descrizione degli argomenti trattati

Argomento 1: STRUTTURA ATOMICA E SISTEMA PERIODICO. Natura corpuscolare-ondulatoria della materia. Orbitali atomici. Configurazione elettronica degli atomi e tavola periodica. Proprietà periodiche degli elementi.

Argomento 2: LEGAME CHIMICO. Legame ionico. Legame covalente e geometria molecolare. Elettronegatività. Polarità delle molecole. Forze intermolecolari e legame idrogeno. Legame metallico. Principali caratteristiche dei metalli. Conduttori, semiconduttori e isolanti.

Argomento 3: STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA e PASSAGGI DI STATO. Solidi cristallini ionici, covalenti e molecolari. Stato liquido. Stato gassoso. Gas ideale e gas reali. Diagrammi di stato. Soluzioni non elettrolitiche.

Argomento 4: TERMODINAMICA CHIMICA. Calore di reazione e entalpia. Processi di combustione e bilancio termico. Entropia. Energia libera. Equilibri chimici omogenei ed eterogenei. Fattori che influenzano l’equilibrio.

Argomento 5: CINETICA CHIMICA. Collisioni molecolari e velocità di reazione. Energia di attivazione.. Catalisi. Controllo termodinamico-cinetico in processi di rilevante interesse (ammoniaca, acido solforico, benzine sintetiche).

Argomento 6: soluzioni ELETTROLITICHE. Reazioni acido-base, pH.

Argomento 7: ELETTROCHIMICA. Potenziali elettrochimici. Celle voltaiche. Elettrolisi. Preparazione e purificazione dei metalli. Corrosione e protezione dei metalli.

Argomento 8: CHIMICA e AMBIENTE. L’atmosfera. Sostanze inquinanti e impatto ambientale: smog fotochimico, buco nello strato dell’ozono, piogge acide, effetto serra.

Argomento 9:, ESERCITAZIONI. Massa atomica e massa molecolare. Mole e massa molare. Bilanciamento delle reazioni. Stato gassoso. Miscele gassose. Variazioni energetiche e aspetti termodinamici delle reazioni chimiche. Reazioni acido/base, calcolo del pH. Utilizzo dei potenziali elettrochimici per prevedere i processi di ossido-riduzione e per determinare la forza elettromotrice di celle elettrochimiche. Aspetti quantitativi nei processi di elettrolisi.

Organizzazione del corso e modalità di verifica

Il corso è organizzato in lezioni ed esercitazioni. Sono previsti tre appelli d’esame, nelle date stabilite dal calendario di Facoltà; l’esame consiste in una prova scritta, concernente tutta la materia in programma, e in un colloquio orale. La prova scritta è selettiva: se non viene superata con valutazione sufficiente, lo studente non è ammesso al colloquio orale e non supera l’esame. Durante il corso sono inoltre previste due prove in itinere (una nel periodo di interruzione a metà corso e l'altra a fine corso) che, qualora risultino entrambe sufficienti e dopo un eventuale colloquio orale, permettono di superare l’esame. In caso di voto inferiore a 10/30 in due prove scritte, lo studente sarà respinto e dovrà ripetere il corso.

III edizione

II edizione

Eserciziario