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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 083105 - FONDAMENTI DI CHIMICA E CHIMICA ORGANICA
Docente Raffaini Giuseppina
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*PZZZZ060004 - CHIMICA A (PER BIOMEDICI)
083105 - FONDAMENTI DI CHIMICA E CHIMICA ORGANICA

Obiettivi dell'insegnamento

Obiettivo dell'insegnamento è fornire al futuro ingegnere biomedico le conoscenze chimiche di base per comprendere la relazione tra la struttura microscopica della materia e le sue proprietà chimiche e fisiche, conoscere la struttura e le proprietà dei composti di interesse biologico, capire la reattività dei composti organici.


Risultati di apprendimento attesi

DdD 1: Conoscenza e comprensione

A seguito del superamento dell’esame, lo studente:

  • comprende la relazione tra composizione chimica della materia e proprietà;
  • impara a riconoscere i gruppi funzionali che caratterizzano i composti organici, in particolare quelli di interesse biologico, e ne comprende le modalità di interconversione e la reattività.

DdD 2: Capacità di applicare conoscenza e comprensione

A seguito del superamento dell’esame, lo studente:

  • è in grado di risolvere problemi numerici relativi alle reazioni chimiche;
  • è in grado di disegnare e nominare correttamente i composti chimici;
  • è in grado di proporre vie sintetiche per ottenere semplici molecole organiche.

Argomenti trattati

L'insegnamento è articolato in due parti, una di chimica generale ed una di chimica organica. E’ previsto lo svolgimento di esercitazioni in classe e di prove di laboratorio sperimentale.

CHIMICA GENERALE

 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.

CHIMICA ORGANICA

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

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.

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

LABORATORIO

L’insegnamento prevede 3-4 prove di laboratorio sperimentale, nelle quali verranno messe in pratica le conoscenze acquisite durante le lezioni. Il laboratorio permetterà allo studente di imparare a condurre attività sperimentale di tipo chimico, lavorando in gruppo e coordinandosi con i colleghi, al fine di svolgere al meglio la prova secondo le indicazioni illustrate a lezione.

Le norme di sicurezza da osservare in laboratorio verranno presentate nel corso di una lezione obbligatoria, a cui seguirà un test di valutazione. Il calendario delle prove di laboratorio sarà comunicato dal docente a lezione e con appositi avvisi sul portale BEEP. La partecipazione alle esercitazioni di laboratorio è consigliata e verrà considerata in sede di valutazione finale.

Il laboratorio sperimentale si svolge presso il Dipartimento di Chimica, Materiali ed Ingegneria Chimica “Giulio Natta” con accesso da Via Lambrate. Gli studenti verranno suddivisi in due o tre squadre come comunicato dal Docente. Per accedere al laboratorio è obbligatorio l’uso di un camice.


Prerequisiti

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


Modalità di valutazione

L’esame consiste in una prova scritta su tutto il programma, comprese le prove di laboratorio, e prevede in proporzione variabile:

  1. problemi numerici sulle reazioni chimiche
  2. esercizi sulla nomenclatura e reattività dei composti chimici
  3. domande di carattere teorico a risposta aperta o risposta multipla

allo scopo di valutare sia la capacità di risolvere problemi sia la capacità dello studente ad esporre argomenti specifici dell’insegnamento.


Bibliografia

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
65:06
84:54
Esercitazione
35:00
39:60
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
12:00
13:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 112:06 137:54

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
schedaincarico v. 1.6.1 / 1.6.1
Area Servizi ICT
26/01/2020