Didattica - Università degli Studi di Padova

Syllabus

Prerequisiti:	Concetto di unità di misura, risoluzione di equazione di primo e secondo grado, sistemi di equazioni, uso di potenze e logaritmi.
Conoscenze e abilita' da acquisire:	Le lezioni in aula sono intese a fornire una prima alfabetizzazione chimica rigorosa agli studenti che si accingono allo studio della disciplina. La parte di esercitazioni prevede l’acquisizione degli elementi di base della stechiometria, cioè degli aspetti numerici dei più semplici concetti chimici e l’acquisizione di conoscenze delle norme di prevenzione e sicurezza.
Modalita' di esame:	Relazioni di laboratorio, prova scritta e orale. La prova scritta consiste in 7/8 quesiti di tipo numerico relativi agli argomenti più importanti del programma. La prova orale consiste nella discussione della prova scritta e di 1 o 2 domande relative agli argomenti svolti a lezione. Lo studente non può sostenere la prova orale se non ha prima superato la prova scritta con almeno 16/30 punti.
Criteri di valutazione:	L'acquisizione dei contenuti delle esperienze di laboratorio viene valutata sulla base di relazioni scritte compilate rispettando una griglia predeterminata di quesiti. Saranno considerati come criteri di valutazione la correttezza, la completezza, la concisione e la proprietà di espressione nella stesura delle relazioni. La consegna delle relazioni di laboratorio dà accesso alla prova scritta. La correttezza dei risultati numerici, l'esplicitazione dei procedimenti attuati per ottenerli, la coerenza interna tra risultati logicamente interdipendenti e il rigore nell'utilizzo corretto delle unità di misura associate alle grandezze fisiche utilizzate costituiscono elementi di valutazione della prova scritta. Il superamento di questa dà accesso all'esame orale, dove vengono valutate le competenze acquisite dallo studente nella parte teorica del corso. Criteri di valutazione della prova orale sono il rigore quantitativo nelle dimostrazioni, il grado di approfondimento degli argomenti, la capacità di istituire nessi tra aspetti diversi di un fenomeno chimico.
Contenuti:	LEZIONI IN AULA: Teoria atomistica – Struttura dell’atomo, numero atomico, numero di massa e isotopi, molecole, ioni, formule chimiche, nomenclatura dei composti. Stechiometria – massa atomica, numero di Avogadro, massa molare di elementi e composti, composizione percentuale e determinazione formula minima, reazioni chimiche e equazioni chimiche, reagenti prodotti e reagente limitante. Reazioni in soluzione acquosa – reazioni di precipitazione, reazioni acido base, reazioni di ossido-riduzione, concentrazione delle soluzioni. I gas – pressione di un gas, leggi dei gas ideali, pressioni parziali, teoria cinetica molecolare, gas reali. Bilanci energetici nelle reazioni chimiche – tipi di energia, variazioni di energia nelle reazioni chimiche, introduzione alla termodinamica, energia interna e entalpia. Struttura elettronica degli atomi – teoria dei quanti, effetto fotoelettrico e corpo nero, atomo di Bohr, meccanica quantistica, orbitali atomici e numeri quantici, configurazione elettronica. La tavola periodica – il sistema periodico degli elementi, variazioni periodiche delle proprietà fisiche, proprietà chimiche degli elementi dei gruppi ns-np. Il legame chimico – rappresentazione di Lewis, legame ionico, energia reticolare, legame covalente ed elettronegatività, strutture di Lewis e cariche formali, eccezioni alla regola dell’ottetto, entalpia di legame. Geometria molecolare ed orbitali ibridi – teoria VSEPR, momento di dipolo, teoria del legame di valenza, ibridazione degli orbitali atomici, ibridazione in molecole contenenti legami doppi e tripli, teoria deli orbitali molecolari, legame metallico. Forze intermolecolari, liquidi e solidi – teoria della cinetica molecolare nei liquidi e nei solidi, forze intermolecolari, proprietà dei liquidi, struttura cristallina, legami nei solidi, passaggi di stato, diagrammi di stato e distillazione. Proprietà fisiche delle soluzioni – tipi di soluzione, misura della concentrazione, proprietà colligative. Equilibrio Chimico – concetto di equilibrio, modi di esprimere le costanti di equilibrio, fattori che influenzano l’equilibrio chimico. Acidi e Basi – definizione di Broensted e Lewis, proprietà acido-base dell’acqua, il pH, forza degli acidi e delle basi, acidi e basi forti, acidi e basi deboli acidi e basi coniugati proprietà acido base dei sali, e degli ossidi, soluzioni tampone, titolazioni acido-base, indicatori, equilibri di solubilità, effetto dello ione comune. Termodinamica – I tre principi della termodinamica, processi spontanei, entropia, il secondo principio della termodinamica, energia libera di Gibbs e equilibrio chimico. Reazioni redox ed elettrochimica – reazioni redox e bilanciamento, celle galvaniche, tabella dei potenziali standard, termodinamica delle reazioni redox, equazione di Nernst, pile, corrosione ed elettrolisi. LABORATORIO: 1) Proprietà di alcuni cationi e anioni inorganici: sali solubili e insolubili, pH dei cationi metallici. 2) L’equilibrio chimico: effetto della temperatura e della concentrazione dei reagenti/prodotti. 3) Elettrochimica: Pila Daniel, elettrodeposizione del Cu, elettrolisi dell’acqua. 4) Titolazioni acido-base: titolazione forte-forte e forte-debole con indicatore e pH-metro 5) Distillazione di una soluzione di acido cloridrico. 6) Il ciclo del rame: ossidazione precipitazione degli ossidi e dismutazione.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:	Lezioni in aula esercitazioni assistite di laboratorio ed esercitazioni in aula.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:	Appunti di lezione e slides.
Testi di riferimento:	Raymond Chang, Kenneth Goldsby, Fondamenti di Chimica Generale. --: Mc Graw Hill Education (Italy), 2015.