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Docente
ANDREA SALIS (Tit.)
Periodo
Primo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/88]  INGEGNERIA CHIMICA E DEI PROCESSI BIOTECNOLOGICI [88/00 - Ord. 2020]  PERCORSO COMUNE 6 48

Obiettivi

CONOSCENZA E CAPACITA’ DI COMPRENSIONE:
Durante il corso gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze:
Ruolo delle interfasi nei sistemi reali, in particolare la stabilità, gli aspetti fenomenologici, e le interazioni specifiche a livello molecolare. Inoltre gli studenti acquisiranno conoscenze di base sui fenomeni di autoassociazione dei tensioattivi e sul loro ruolo nella preparazione di formulazioni complesse.
CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Il corso fornisce allo studente sia delle nozioni teoriche che delle abilità pratiche per caratterizzare e comprendere l'evoluzione di sistemi colloidali, nanostrutturati e macromolecolari, al fine di prevedere la loro stabilità.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Il corso ha l’intento di sviluppare la capacità di interpretare nozioni e dati in modo critico per inquadrare ogni argomento nel relativo campo di applicazione, sapendo quindi individuare il modo opportuno per la sua trattazione o la risoluzione.
ABILITÀ NELLA COMUNICAZIONE:
Il corso si prefigge di sviluppare la capacità di esporre in modo sintetico ed esauriente un argomento scientifico sia in forma scritta (test a risposta aperta e relazione scientifica) che orale (seminari di approfondimento) anche mediante uso di supporti informatici (presentazioni PowerPoint).
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
I concetti e le nozioni apprese dagli studenti dovranno conferire loro la capacità di applicare le conoscenze acquisite a sistemi reali (colloidali, nanofasici e biologici) e tematiche di attualità scientifica (nanoscienze e nanotecnologie), e la curiosità di approfondire tali tematiche mediante studio individuale da testi specialistici e articoli scientifici in lingua inglese.

Prerequisiti

Gli studenti devono avere conoscenze sui seguenti argomenti: a) matematica e fisica di base b) aspetti energetici legati allo stato della materia, termodinamica chimica; c) basi di cinetica; d) basi di catalisi

Contenuti

• Interfasi; Superfici e colloidi; Strutture in fase liquida.
• Chimica fisica dei sistemi reali e delle interfasi solido-gas, solido-liquido, liquido-gas, liquido-liquido. Aspetti fenomenologici come discontinuità all'interfase, eccedenze superficiali, tensione superficiale, fenomeni di adsorbimento, fenomeni di adesione, spandimento e bagnabilità. Tensione superficiale e Detergenza
• Forze intermolecolari, doppio strato elettrico, forze di van der Waals, teoria DLVO.
• Proprietà reologiche (dal moto Browniano ai gel: viscosità e aspetti cinetici). Coefficiente di diffusione, eq.ne Stokes-Einstein, ruolo delle forze intermolecolari nella stabilità di sistemi cineticamente stabili. Ruolo delle interfasi cariche nei fenomeni di coagulazione, flocculazione, o stabilità dei sistemi dispersi (stabilità cinetica)
• Colloidi liofobi e liofili. Tensioattivi. Fenomeni di autoassociazione in sistemi termodinamicamente e cineticamente stabili.
• Fenomeni elettrocinetici, potenziale zeta, equazione di Henry, aprossimazioni di Hückel and Smoluchowsky.
• La serie di Hofmeister: effetti iono-specifici in sistemi chimici e biologici. Ioni cosmotropici e caotropici. La law of matching water affinity di Collins. La teoria delle forze di dispersione ioniche di Ninham.

Metodi Didattici

Il corso prevede 48 ore di lezioni frontali durante le quali i vari argomenti verranno presentati utilizzando supporti informatici visivi. Saranno organizzate alcune visite nei laboratori di ricerca per la visualizzazione diretta di alcuni aspetti fenomenologici e morfologici di nanosistemi e nanoparticelle. Il corso prevede lezioni di riepilogo ed almeno tre test di verifica intermedi, basati su domande a risposta multipla ed esercizi numerici, indispensabili per la valutazione finale.

Verifica dell'apprendimento

Il superamento dell’esame prevede tre test di verifica intermedi a risposta multipla ed esercizi numerici sugli argomenti: 1) Natura e Caratteristiche delle Interfasi, 2) Forze Intermolecolari, 3) Fenomeni di auto-associazione. Potra' essere effettuato un quarto test di recupero personalizzato, ed eventualmente un colloquio orale riguardante i test scritti.
Sono valutate la conoscenza degli argomenti del corso, le capacità di collegamento tra argomenti diversi, la capacità espressiva, l’uso di terminologia appropriata, la capacità di sintesi.

Giudizio finale. Il voto finale tiene conto di vari fattori:
Qualità delle conoscenze, abilità, competenze possedute e/o manifestate:
a) appropriatezza, correttezza e congruenza delle conoscenze
b) appropriatezza, correttezza e congruenza delle abilità
c) appropriatezza, correttezza e congruenza delle competenze
Modalità espositiva:
a) Capacità espressiva;
b) Utilizzo appropriato del linguaggio specifico della disciplina;
c) Capacità logiche e consequenzialità nel raccordo dei contenuti;
e) Capacità di collegare differenti argomenti trovando i punti comuni e istituire un disegno generale coerente, ossia curando struttura, organizzazione e connessioni logiche del discorso espositivo;
f) Capacità di sintesi anche mediante l’uso del simbolismo proprio della materia e l’espressione grafica di nozioni e concetti, sotto forma per esempio di formule, schemi, equazioni.

Qualità relazionali:
Disponibilità allo scambio e all'interazione con il docente durante la correzione dell'elaborato o l'eventuale prova orale.

Qualità personali:
a) spirito critico;
b) capacità di autovalutazione.

Di conseguenza, il giudizio può essere:

30 e lode Lo svolgimento dei compiti comprensivi di esercizi numerici e temi è corretto ed ampiamente descritto nei passaggi. Sono stati applicati metodi rigorosi di soluzione. L'esposizione orale è risultata particolarmente ricca e precisa e si avvale di spunti critici e personali. Le competenze, l’autonomia di giudizio, le abilità comunicative e la capacità di apprendimento sono decisamente appropriate in ogni singolo dettaglio.

28-30 Lo svolgimento dei compiti, comprensivi di esercizi numerici, è corretto ed ampiamente descritto nei passaggi. Sono stati applicati metodi rigorosi di soluzione. L'esposizione orale è risultata precisa. Le competenze, l’autonomia di giudizio, le abilità comunicative e la capacità di apprendimento sono appropriate in ogni singolo dettaglio.

25-27 Lo svolgimento dei compiti comprensivi di esercizi numerici e temi è corretto e descritto nei passaggi. Le competenze, l’autonomia di giudizio, le abilità comunicative e la capacità di apprendimento sono buone anche se non particolarmente ricche nei dettagli.

22-24 Lo svolgimento dei compiti comprensivi di esercizi numerici è affetto da errori di distrazione facilmente individuabili (segni sbagliati, errate cifre significative) e talvolta gli esercizi ed i temi non risultano completi ma comunque prossimi alla soluzione. Le competenze, l’autonomia di giudizio, le abilità comunicative e la capacità di apprendimento sono adeguate pur con qualche incertezza.

18-21 Lo svolgimento dei compiti comprensivi di esercizi numerici è affetto da alcuni errori (prevalentemente di distrazione) e talvolta gli esercizi ed i temi non risultano completi ma comunque correttamente impostati. Le competenze, l’autonomia di giudizio, le abilità comunicative e la capacità di apprendimento sono nel loro complesso appena sufficienti.

Insuff. Gravi errori concettuali o di svolgimento. Alcuni esercizi o temi non vengono neppure svolti o compresi.

Testi

- "Physics and Chemistry of Interfaces", Hans-Jürgen Butt, Karlheinz Graf, Michael Kappl, Wiley-VCH 2003.
- "Principles of Colloid and Surface Chemistry", Hiemenz, Rajagopalan Dekker, 3rd edition.
- "Intermolecular and Surface Forces", J. Israelachvili, Acad. Press 3rd ed., 2011
- "Chimica Fisica", P.W. Atkins - De Paula, Zanichelli

Altre Informazioni

- Dispense e slides disponibili
- Lezioni da 'Emulsioni, Schiume, Sistemi Dispersi', Scuola Nazionale Gruppo
Colloidi SCI, Rimini 1995

Questionario e social

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