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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 081374 - FONDAMENTI DI CHIMICA
Docente Ganazzoli Fabio
Cfu 7.00 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 (350) INGEGNERIA AEROSPAZIALE*RAZSTR081374 - FONDAMENTI DI CHIMICA
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - BV (352) INGEGNERIA ENERGETICA*RAZSTR081374 - FONDAMENTI DI CHIMICA
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - BV (353) INGEGNERIA MECCANICA*RAZSTR081374 - FONDAMENTI DI CHIMICA

Obiettivi dell'insegnamento

L'insegnamento, di tipo propedeutico, è articolato in due parti. La prima (struttura atomica e molecolare, fondamenti di termochimica e di termodinamica) fornisce i concetti di base per lo studio della struttura e delle trasformazioni fisiche della materia e dei materiali. La seconda (reattività chimica, diagrammi di stato, acidi e basi, processi elettrochimici) descrive le trasformazioni chimiche della materia. Obiettivo dell'insegnamento è portare lo studente a comprendere la stretta relazione tra la struttura microscopica della materia e le sue proprietà chimiche e fisiche.


Risultati di apprendimento attesi

Lo studente conosce i tipi di legame chimico e sa collegare la struttura atomistica delle varie classi di materiali con le loro principali proprietà (fisiche, meccaniche, ecc.). Sa eseguire semplici calcoli stechiometrici su prodotti e reagenti in reazioni chimiche. Conosce il concetto di equilibrio chimico e il suo collegamento con la termodinamica, applicando il calcolo delle variazioni energetiche e entropiche per prevedere la spontaneità dei processi. Ha inoltre conoscenze di base sulle reazioni acido-base e sui processi elettrochimici (pile, elettrolisi e corrosione dei metalli).


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.


Prerequisiti

Sono richieste conoscenze elementari di matematica e di fisica fornite durante gli anni della scuola media superiore.


Modalità di valutazione

Sono previsti quattro appelli d’esame, nelle date stabilite dal calendario della Scuola; l’esame consiste in una prova scritta, seguita da un colloquio orale che in genere parte da una discussione della prova scritta.. 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 consecutive, lo studente sarà riprovato.

In ogni caso, lo scritto conterrà sia domande teoriche aperte, sia esercizi numerici, analoghi a quanto svolto durante le esercitazioni, e riguarderà tutto il programma svolto in modo da verificare sia i concetti di base, sia la capacità di applicarli numericamente in semplici casi. In particolare, le domande dell'esame scritto tenderanno a verificare la comprensione della struttura dei materiali correlandola con le loro proprietà chimiche, fisiche e meccaniche, la capacità di fare calcoli stechiometrici sulle reazioni chimiche collegandole con le grandezze termodinamiche coinvolte (entalpia ed entropia di reazione) e con gli aspetti dell'equilibrio chimico e della cinetica chimica. Inoltre, verranno verificate le capacità di discutere gli aspetti essenziali dell'elettrochimica, sia nelle pile chimiche sia nei processi elettrolitici, ma anche nei processi di corrosione dei metalli. L’apprendimento delle conoscenze appena elencate viene verificata mediante la risposta a domande aperte e la risoluzione di esercizi numerici, associati a casi pratici e teorici, riguardanti i vari argomenti.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaBrown, Lemay, Bursten, Murphy, Woodward, Fondamenti di chimica, Editore: EdiSES, Anno edizione: 2011, ISBN: 9788879596923
Note:

III edizione

Risorsa bibliografica facoltativaAtkins, Jones, Chimica generale, Editore: Zanichelli, Anno edizione: 1998, ISBN: 9788808091840
Note:

II edizione

Risorsa bibliografica facoltativaKotz, Treichel, Townsend, Chimica, Editore: Edises, Anno edizione: 2013, ISBN: 9788879597777
Risorsa bibliografica facoltativaM. Schiavello, L. Palmisano, Fondamenti di Chimica, Editore: Edises, Anno edizione: 2017, ISBN: 9788879599597
Risorsa bibliografica facoltativaPaola D'Arrigo, Antonino Famulari, Cristian Gambarotti, Massimo Scotti, Chimica: Esercizi e Casi Pratici, Editore: Edises, Anno edizione: 2017, ISBN: 9788879599634
Note:

Eserciziario


Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
42:00
63:00
Esercitazione
28:00
42:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 70:00 105:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
30/11/2020