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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE
Insegnamento
CHIMICA GENERALE E INORGANICA E CHIMICA FISICA
SC01122479, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
SCIENZE E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE
IF0320, ordinamento 2017/18, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 12.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY AND PHYSICAL CHEMISTRY
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Scienze Chimiche
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 DAVIDE BARRECA
Altri docenti CHIARA MACCATO CHIM/03
ANTONIO TOFFOLETTI CHIM/02

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
BASE Discipline chimiche CHIM/02 4.0
BASE Discipline chimiche CHIM/03 8.0

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 2.0 24 26.0 Nessun turno
LABORATORIO 2.0 32 18.0 2
LEZIONE 8.0 64 136.0 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 30/09/2019
Fine attività didattiche 18/01/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2017

Syllabus
Prerequisiti: Conoscenze di base di matematica, con particolare riguardo a equazioni di primo e secondo grado, logaritmi, potenze, notazione esponenziale.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Lo studente acquisisce nozioni di chimica di base attraverso lo svolgimento integrato di lezioni teoriche direttamente integrate con esercitazioni. La risoluzione di esercizi numerici ha anche lo scopo di abituare lo studente all’approccio scientifico a problemi di natura diversa. Le esperienze di laboratorio mirano a fornire conoscenze pratiche relativamente a fenomeni e processi chimico-fisici relativi ad alcune parti fondamentali del programma di Chimica Generale ed Inorganica.
Modalita' di esame: Prova d’esame: in tre parti
- scritta (chimica generale ed inorganica+ chimica fisica)
- valutazione del laboratorio (condotta e relazioni)
- breve orale sulla parte di laboratorio, per chi ha superato lo scritto
Non sono previsti accertamenti in itinere ma una sola verifica finale.
Criteri di valutazione: Il livello di conoscenza degli studenti sarà valutato analizzando sia l’acquisizione di specifici concetti appartenenti alla disciplina, sia la capacità di utilizzare le conoscenze maturate mediante la risoluzione di problemi numerici.
Contenuti: Chimica Generale ed Inorganica (D. Barreca)
Classificazione della materia e proprietà fondamentali. Struttura dell’atomo, isotopia e cenni ai modelli atomici. Orbitali atomici e numeri quantici. Principio di aufbau e configurazioni elettroniche.
Peso atomico e molecolare. Mole/numero di Avogadro. Composti e formule brute. Nomenclatura. Reazioni chimiche. Le reazioni redox; ossidanti e riducenti. Bilanciamento e calcoli stechiometrici.
Costruzione del sistema periodico e proprietà periodiche.
Legame ionico, covalente, metallico. Teoria del legame di valenza e principali schemi di ibridazione. Formule di Lewis.
Stati di aggregazione e transizioni di fase. Lo stato gassoso e relative leggi. Cenni di teoria cinetica dei gas. Gas reali.
Le forze intermolecolari. Legame a idrogeno. Stati solido e liquido: classificazioni e principali caratteristiche. Tensione di vapore e dipendenza dalla temperatura.
Le soluzioni; Concentrazioni ed unità di misura. Diluizioni.
Proprietà colligative (abbassamento relativo della tensione di vapore e legge di Raoult; innalzamento ebullioscopico; abbassamento crioscopico; pressione osmotica). Dissociazione del soluto.
Equilibri chimici omogenei ed eterogenei. Legge dell’azione di massa. Perturbazione dell’equilibrio; Principio di Le Chatelier.
Acidi e basi forti e deboli. Costanti di dissociazione. pH e scala di acidità. Cenno agli acidi poliprotici. Idrolisi di sali. Effetto dello ione comune. Miscele di acidi e basi. Soluzioni tampone del pH. Titolazioni acido-base con indicatore e con pH-metro.
Precipitazione di sali/idrossidi poco solubili. Effetto dello ione comune.
Elettrochimica; Pile. La pila Daniell. Potenziali standard di riduzione. Forza elettromotrice ed Equazione di Nernst. Esempi.
Elettrolisi e conduzione elettrolitica. Applicazioni al caso di sali fusi e di soluzioni acquose di sali. Prima legge di Faraday. Esempi.

Laboratorio di Chimica Generale ed Inorganica (C. Maccato)
- Caratteristiche di alcune semplici reazioni chimiche (salificazione; variazioni energetiche; potere disidratante dell’acido solforico).
- Ciclo di reazioni del rame.
- Effetto di concentrazione, temperatura e ioni comuni sull’equilibrio.
- Sintesi dell’allume a partire da alluminio riciclato.
- Titolazioni acido-base con indicatore e con pH-metro. Applicazione ad un aceto commerciale.
- Reazioni di comuni reagenti domestici e test di solubilità in ambienti differenti.
- Reazioni redox e pila Daniell.

Chimica Fisica (A. Toffoletti)
Stati di aggregazione della materia e proprietà macroscopiche. Grandezze di stato termodinamiche ed equazioni di stato. Gas ideali e gas reali. Conservazione dell’energia e primo principio della termodinamica: lavoro e calore, energia interna ed entalpia. Entropia e secondo principio, Entropia assoluta e terzo principio della termodinamica. Processi spontanei ed energia libera di Gibbs. Termochimica e grandezze standard. Equilibri di fase ed equazione di Clausius-Clapeyron. Descrizione termodinamica delle miscele: potenziale chimico, soluzioni ideali, soluzioni reali ed attività termodinamica. Descrizione termodinamica dell’equilibrio chimico: energia libera di reazione, Kp, e legge di van’t Hoff.
Velocità di reazione; ordine di reazione; leggi cinetiche del primo e secondo ordine. Meccanismi di reazione: reazioni chimiche elementari, ipotesi dello stato stazionario. Dipendenza dalla temperatura, eq. di Arrhenius. Catalizzatori ed inibitori; il meccanismo della catalisi enzimatica (Michaelis-Menten).
Elementi di spettroscopia molecolare: spettro della radiazione elettromagnetica, legge di Lambert-Beer. Spettroscopia UV-visibile di assorbimento e di emissione.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Attività didattica frontale, tramite l’utilizzo di strumenti informatici e di lezioni ed esercizi alla lavagna, sui concetti di base della chimica generale ed inorganica e chimica fisica. Si seguirà un percorso graduale che prevede l’illustrazione di argomenti via via più complicati, dalla nomenclatura, alle formule di struttura, ad equilibri acido-base, all’elettrochimica, alla termodinamica ed alla cinetica. Gli esercizi hanno lo scopo di dare contenuti pratici al corso e finalizzare la formazione di una figura in grado di padroneggiare gli elementi fondamentali di chimica necessari in ambito professionale.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Consigliata frequenza costante durante tutto il corso, per acquisire il materiale didattico presentato a lezione e reso disponibile dai docenti.
Testi di riferimento:
  • R. Chang, K. Goldsby, Fondamenti di Chimica Generale (con eserciziario). --: Ed. Mc Graw-Hill Education, 2015.
  • R. H. Petrucci, W. S. Harwood, F. G. Herring, Ed. italiana a cura di L. Cattalini e G. Paolucci, Chimica generale. --: Piccin, 2013.
  • A. Paterno Parsi, A. Parsi, T. Pintauer, L. Gelmini, R. W. Hilts, Chimica generale - Esercizi svolti. --: Piccin, 2014.
  • P.W. Atkins, J. De Paula, “Elementi di Chimica Fisica”, terza edizione italiana. --: Zanichelli, 2007.

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Questioning
  • Problem solving
  • Work-integrated learning
  • 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
Energia pulita e accessibile Agire per il clima