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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
BIOTECNOLOGIE
Insegnamento
CHIMICA 1 (CHIMICA GENERALE E INORGANICA E CHIMICA FISICA) (Iniziali cognome M-Z)
SCN1036943, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
BIOTECNOLOGIE
IF1839, ordinamento 2011/12, A.A. 2018/19
A1302
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Crediti formativi 10.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese CHEMISTRY 1: GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY AND PHYSICAL CHEMISTRY
Sito della struttura didattica https://biotecnologie.biologia.unipd.it/index.php?id=113
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Biologia
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/biologia/course/view.php?idnumber=2018-IF1839-000ZZ-2018-SCN1036943-A1302
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ALFONSO ZOLEO CHIM/02
Altri docenti MARCO BORTOLUS CHIM/02
MARCO RUZZI CHIM/02

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
BASE Discipline chimiche CHIM/02 4.0
BASE Discipline chimiche CHIM/03 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
Turni
ESERCITAZIONE 1.0 16 9.0 Nessun turno
LABORATORIO 1.0 16 9.0 2
LEZIONE 8.0 64 136.0 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 01/10/2018
Fine attività didattiche 18/01/2019
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2011

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
11 M-Z CHIMICA 1 2018-2019 01/10/2018 30/11/2019 ZOLEO ALFONSO (Presidente)
RUZZI MARCO (Membro Effettivo)
BORTOLUS MARCO (Supplente)
10 A-L CHIMICA 1 2018-2019 01/10/2018 30/11/2019 ORIAN LAURA (Presidente)
PILOT ROBERTINO (Membro Effettivo)
ZOLEO ALFONSO (Supplente)
9 M-Z CHIMICA 1 2017/2018 01/10/2017 25/11/2018 ZOLEO ALFONSO (Presidente)
RUZZI MARCO (Membro Effettivo)
BORTOLUS MARCO (Supplente)
8 A-L CHIMICA 1 2017/2018 01/10/2017 25/11/2018 ORIAN LAURA (Presidente)
ZOLEO ALFONSO (Membro Effettivo)
RUZZI MARCO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Nessun prerequisito
Conoscenze e abilita' da acquisire: Conoscenze e abilità da acquisire
Il corso è articolato in una parte di chimica generale, che comprende esercitazioni di stechiometria e laboratorio, e una parte di chimica fisica.

CHIMICA GENERALE

Il corso intende fornire una prima alfabetizzazione chimica rigorosa. Scopo delle esercitazioni è l’acquisizione degli elementi di base della stechiometria. Le esperienze di laboratorio consentono la familiarizzazione con semplici apparecchiature e con le procedure di uso comune.
Il corso mira a fornire conoscenze di base sulla chimica generale, enumerabili in cinque punti:

1) Leggi fondamentali della chimica (conservazione della massa, delle specie, delle cariche, relazioni della tavola periodica, etc.)
2) Nomenclatura chimica delle specie (simboli atomici, isotopi, nomi dei composti, etc.)
3) Struttura della materia (concetto di atomo, molecola, solido, liquido, legame chimico, etc.)
4) Trasformazioni della materia (trasformazioni fisiche, reazioni chimiche, notazioni delle reazioni, equilibri, etc.)
5) Stechiometria (misure ponderali: misura del pH, calcolo di concentrazioni, titolazioni, etc.)

Al termine del percorso formativo, lo studente dovrebbe essere in grado di:

1) Esporre e commentare le leggi della chimica
2) Avere padronanza della terminologia e nomenclatura della chimica
3) Avere conoscenze specifiche della struttura microscopica della materia (atomi, molecole, ioni, elettroni, configurazione elettronica, orbitali...)
4) Saper scrivere una generica reazione, bilanciarla ed indicarne le varie parti
5) Effettuare calcoli stechiometrici (preparazione di soluzioni a titolo noto, calcolo di concentrazioni, determinazione del pH, determinazione della solubilità, calcoli di potenziali REDOX di elettrodi in celle elettrochimiche, etc..).

CHIMICA FISICA

Il corso fornisce elementi di base sulla termodinamica di equilibrio chimica e sulla cinetica chimica, enumerabili nei seguenti punti:

1) I concetti (calore, lavoro, temperatura, pressione, volume, velocità di reazione, ordine di reazione etc.)
2) I modelli (sistema chiuso, aperto, isolato, le fasi, il gas perfetto, etc.)
3) Le trasformazioni (fisiche, chimiche, adiabatiche, isocore, isoterme, espansioni, compressioni, reversibili, irreversibili)
4) Le leggi (leggi dei gas, prima legge della termodinamica, seconda legge, legge di Hess, legge di Arrhenius, etc.)
5) Le grandezze termodinamiche (entalpia, entropia, energia libera, costante cinetica)
6) Le applicazioni alle reazioni chimiche (spontaneità, verso di reazione, calore liberato, velocità di decadimento, etc.)
7) La costante di equilibrio e la sua dipendenza da temperatura e pressione.

Al termine del percorso formativo lo studente dovrebbe essere in grado di:

1) Avere chiari i concetti di base (calore, lavoro, temperatura, velocità di reazione, etc..) sapendoli definire
2) Saper collegare il tipo di trasformazioni chimico fisiche e il tipo di grandezze termodinamiche in gioco
3) Saper eseguire calcoli chimico fisici delle grandezze/variabili in gioco (calcolo di pressioni, pressioni parziali, volume, variazioni di entalpia, entropia, energia libera, costanti di equilibrio etc.).
4) conoscere i fattori in base ai quali si può controllare il verso di una reazione e gli effetti di calore, pressione e temperatura sulle costanti di equilibrio e cinetica di una reazione.
Modalita' di esame: Prova scritta. Relazioni di laboratorio
Criteri di valutazione: Criteri di valutazione delle esperienze di laboratorio: correttezza, completezza e concisione nella stesura delle relazioni. Nella prova scritta lo studente deve dimostrare di aver acquisito i concetti fondamentali della chimica risolvendo problemi e rispondendo a domande aperte. Criteri di valutazione: correttezza dei risultati numerici, esplicitazione dei procedimenti attuati, coerenza tra risultati logicamente interdipendenti e rigore nell'utilizzo delle unità di misura.
Contenuti: CHIMICA GENERALE

Atomi, isotopi, ioni; numero atomico e di massa. Molecole, composti. Massa atomica e molare, mole; nomenclatura.
Bilanciamento delle reazioni chimiche.
Stechiometria delle reazioni: reagente limitante; resa teorica e percentuale. Concentrazioni delle soluzioni;
Modello quantomeccanico dell’atomo: numeri quantici, orbitali; configurazioni elettroniche (principio di esclusione e regola di Hund); proprietà periodiche degli elementi.
Legame chimico: 1) Legame ionico. 2) Legame covalente: formule di Lewis e di risonanza; teoria VSEPR; del legame di valenza e degli orbitali molecolari. 3) Legame a idrogeno.
Equilibrio chimico nelle reazioni omogenee ed eterogenee; costante di equilibrio; equilibri in fase gassosa; equilibri in soluzione; principio di Le Chatelier.
Equilibri acido-base: Definizioni e tipologie di acidi e basi; pH. Reazioni di idrolisi; soluzione tampone; titolazioni acido-base.
Composti poco solubili: Prodotto di solubilità e solubilità molare. Effetto dello ione comune, del pH e della formazione di ioni complessi sulla solubilità.
Cenni di elettrochimica: Celle elettrochimiche ed elettrodi. Forza elettromotrice (fem) di cella e potenziale elettrodico. Legge di Nernst, Relazione tra potenziale di cella, energia libera e costante di equilibrio. Esempi di pile e calcolo delle relative fem. Elettrolisi.
Le esercitazioni numeriche in aula prevedono lo svolgimento di esercizi relativi agli argomenti trattati.
Le esercitazioni di laboratorio verteranno su argomenti di chimica generale ed inorganica.

CHIMICA FISICA

Termodinamica: Sistemi fisici e chimici. Stati di aggregazione della materia. Variabili di stato estensive e intensive. Funzioni di stato ed equazioni di stato. Gas perfetti e reali. Principio zero. Primo principio: lavoro, calore ed energia interna. Entalpia. Entalpia standard di transizione di fase, di reazione e di formazione. Legge di Hess. Legge di Kirchoff. Trasformazioni reversibili e non reversibili. Secondo principio: entropia e spontaneità dei processi in condizioni adiabatiche. Terzo principio, legge di Debye e entropia assoluta. Energia libera di Gibbs e spontaneità dei processi. Potenziale chimico. Spontaneità delle reazioni chimiche ed equilibrio di reazione. Energia libera standard di reazione e costante di equilibrio. Transizioni ed equilibri di fase. Equazioni di Clapeyron e di Clausius-Clapeyron. Soluzioni ideali e reali. Proprietà colligative. Pressione osmotica.
Cinetica chimica: Velocità di reazione; leggi e costanti cinetiche. Tempo di dimezzamento. Meccanismi di reazione. Legge di Arrhenius. Cenni di catalisi.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni ed esercitazioni numeriche in aula; esercitazioni di laboratorio.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Appunti di lezione, materiale scaricabile dal sito web dei docenti
Testi di riferimento:
  • Petrucci, Ralph H.; Herring, F. Geoffrey; Madura, Jeffrey D.; Bissonette, Carey, Chimica generale. Principi ed applicazioni moderne. Padova: Piccin, 2013. Decima Edizione Cerca nel catalogo
  • Paterno Parsi, A.; Parsi, A.; Pintauer, T.; Gelmini, L.; Hilts, R.W., Esercizi Svolti - Chimica Generale. Principi ed applicazioni moderne di Petrucci-Herring-Madura-Bissonette. Padova: Piccin, 2015. Decima Edizione Cerca nel catalogo
  • Paterson Parsi, A.; Parsi, A.; Pintauer, T.; Gelmini, L. Hilts, R.W., Soluzione degli esercizi - Chimica Generale. Principi ed applicazioni moderne di Petrucci-Herring-Madura-Bissonette. Padova: Piccin, 2014. Decima Edizione Cerca nel catalogo
  • Atkins, Peter; de Paula, Julio, Elementi di chimica fisica. Bologna: Zanichelli, 2018. Quarta edizione italiana condotta sulla settima edizione inglese Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory
  • Problem based learning
  • Case study
  • Interactive lecturing
  • Working in group
  • Questioning
  • Problem solving
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Lavoro dignitoso e crescita economica Industria, innovazione e infrastrutture Consumo e produzione responsabili