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Docente
ANNALISA VACCA (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Teledidattica 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/89]  INGEGNERIA ELETTRICA, ELETTRONICA E INFORMATICA [89/46 - Ord. 2016]  ELETTRICA ON LINE E IN PRESENZA (BLENDED) 6 36
[70/89]  INGEGNERIA ELETTRICA, ELETTRONICA E INFORMATICA [89/56 - Ord. 2016]  ELETTRONICA ON LINE E IN PRESENZA (BLENDED) 6 36
[70/89]  INGEGNERIA ELETTRICA, ELETTRONICA E INFORMATICA [89/66 - Ord. 2016]  INFORMATICA ON LINE E IN PRESENZA (BLENDED) 6 36

Obiettivi

Il corso si propone di fornire le basi necessarie per l'interpretazione di fenomeni chimici, per la conoscenza della struttura e proprietà della materia per la comprensione ed il calcolo dei fenomeni energetici relativi a sistemi chimici ed elettrochimici.
In particolare lo studente avrà come obiettivi formativi le seguenti:
Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente al termine del corso acquisirà le conoscenze di base delle scienze chimiche. In particolare le conoscenze riguardano la struttura della materia e i principi che regolano le sue trasformazioni chimico-fisiche (trasformazioni di fase e reazioni chimiche). La comprensione degli equilibri chimici, dei fenomeni energetici e dei meccanismi di trasformazione, in relazione alla struttura atomica ed alla natura dei legami chimici, rappresenta l’obiettivo principale del corso.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate: Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze sulla struttura della materia e sui principi che regolano la sua trasformazione con riferimento all’interpretazione e bilanciamento stechiometrico di reazioni chimiche, la conoscenza della struttura dei solidi (ionici, covalenti, metallici e molecolari), alle proprietà chimiche elementari di liquidi, gas e soluzioni, all’interpretazione e calcolo di fenomeni energetici relativi a sistemi chimici ed elettrochimici. Lo studente sarà in grado di applicare tali conoscenze alla soluzione di problemi numerici.
Autonomia di giudizio: Lo studente sarà in grado di valutare autonomamente:
- la validità e i limiti di approssimazione dei modelli interpretativi della struttura della materia;
- gli ambiti di utilizzo dei principi della stechiometria e della termodinamica ai fini della conduzione delle reazioni chimiche.
Abilità comunicative: Lo studente acquisirà la capacità di comunicare ed esprimere concetti inerenti la struttura della materia, le sue trasformazioni ed i principi della termodinamica delle reazioni chimiche utilizzando un linguaggio scientifico appropriato
Capacità di apprendere: Le conoscenze acquisite contribuiranno alla formazione del bagaglio di conoscenza delle discipline fenomenologiche (fisiche e chimiche) e questo consentirà allo studente di proseguire gli studi ingegneristici con maggiore autonomia e discernimento.

Prerequisiti

Il corso si colloca al primo anno e pertanto i prerequisiti sono quelli richiesti per il superamento della prova di accesso alla Facoltà di Ingegneria. Le conoscenze delle nozioni elementari sui costituenti dell’atomo e sulla tavola periodica degli elementi, la simbologia di elementi e composti, il bilanciamento delle reazioni elementari, semplici calcoli stechiometrici costituiscono un utile base per seguire il corso. La conoscenza delle unità di misura e la loro conversione, dei logaritmi e delle equazioni algebriche a una variabile sono indispensabili per frequentare (o studiare autonomamente) il corso.

Contenuti

- STRUTTURA ATOMICA E CLASSIFICAZIONE PERIODICA DEGLI ELEMENTI (5 ore di lezione-2 ore di esercitazione): Particelle fondamentali di un atomo; Numero atomico e numero di massa di un atomo; Nuclidi, isotopi ed elementi chimici; Massa atomica relativa; La mole; struttura dell'atomo di idrogeno e modelli atomici di Bohr, Bohr-Sommerfeld e quantistico-ondulatorio. Numeri quantici, principio di esclusione e regola di Hund Costruzione della struttura elettronica di un atomo nel suo stato fondamentale; Sistema periodico e proprietà periodiche degli elementi.

- LEGAMI CHIMICI (5 ore di lezione-1 ora di esercitazione): Il legame ionico, covalente, metallico ed i legami intermolecolari. Legame semplice, doppio e triplo. Geometria molecolare, teoria dell'ibridazione e VSEPR. Cenni sulla teoria degli orbitali molecolari.

- SOSTANZE E CALCOLI STECHIOMETRICI (3 ore di lezione-3 ore di esercitazione): Composizione elementare di un composto chimico e sua formula minima; reazioni chimiche e calcoli stechiometrici.

- STATO DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA (4 ore di lezione-2 ore di esercitazione): Stato gassoso. Proprietà macroscopiche dei gas; Gas ideale ed equazione di stato; Applicazione della legge dei gas in chimica; Miscugli gassosi: frazioni molari, pressioni parziali; Stato solido. Solidi ionici, solidi molecolari, solidi covalenti, solidi metallici.

- CONCETTI DI TERMODINAMICA: (3 ore di lezione-2 ore di esercitazione): I e II principio della termodinamica- Entalpia (legge di Hess Energia libera ed entropia in una reazione. Criterio di spontaneità.

- EQUILIBRI DI FASE (3 ore di lezione): Equilibri tra fasi diverse di una stessa sostanza: diagramma di stato dell’acqua e dell’anidride carbonica.

- PROPRIETÀ DELLE SOLUZIONI (3 ore di lezione-2 ore di esercitazione): Proprietà colligative: abbassamento della pressione di vapore del solvente nel passare da solvente puro a soluzione; abbassamento della temperatura di congelamento e innalzamento della temperatura di ebollizione di una soluzione.

- CENNI DI CINETICA CHIMICA E CATALISI (2 ore di lezione)
Velocità di reazione. Energia di attivazione e catalizzatori.

- EQUILIBRI CHIMICI (4 ore di lezione-3 ore di esercitazione): Legge di azione di massa. Equilibri chimici omogenei ed eterogenei. Principio di le Chatelier ed influenza della temperatura sull'equilibrio.

- EQUILIBRI IONICI IN SOLUZIONE ACQUOSA (4 ore di lezione-2 ore di esercitazione): Definizione di acido e di base secondo Arrhenius; Reazione acido-base secondo Bronsted; Soluzioni neutre, acide e basiche: pH; Calcolo del pH di soluzioni; Titolazione acido forte-base forte.

- ELETTROCHIMICA (4 ore di lezione-3 ore di esercitazione): Reazioni redox e possibilità di conversione di “energia chimica” e viceversa in dispositivi elettrochimici: celle galvaniche e celle di elettrolisi; L’equazione di Nernst; Forza elettromotrice di un elemento galvanico; Semielemento standard ad idrogeno; Tabelle dei potenziali standard di riduzione di coppie redox, potere ossidante e riducente delle coppie redox; Elettrolisi e legge di Faraday.

Metodi Didattici

Il corso prevede 24 ore di didattica erogativa e 12 di didattica interattiva. Per valutare il livello delle conoscenze acquisite dalla classe durante le lezioni, saranno svolti dei test a risposta multipla inseriti alla fine dei pacchetti relativi ai vari argomenti. Sono inoltre previsti dei tutorati facoltativi nei quali gli studenti possono chiedere spiegazioni sulla teoria e lo svolgimento degli esercizi.

Verifica dell'apprendimento

L'esame finale è costituito da una prova scritta e da una eventuale prova orale. La prova scritta comprende la risoluzione di uno o più problemi numerici, analoghi a quelli svolti nelle esercitazioni in aula, e una serie di domande sulla parte teorica. In particolare gli esercizi commentati sono volti ad accertare la capacità di applicare le conoscenze sulla struttura della materia e sui principi che regolano la sua trasformazione con riferimento all’interpretazione e bilanciamento stechiometrico di reazioni chimiche, alle proprietà chimiche elementari di liquidi, gas e soluzioni, all’interpretazione e calcolo di fenomeni energetici relativi a sistemi chimici ed elettrochimici. Attraverso le domande di teoria si accerterà il livello di comprensione degli equilibri chimici, dei fenomeni energetici e dei meccanismi di trasformazione. Inoltre le risposte alle domande di teoria darà indicazioni sulle abilità comunicative (chiarezza e sintesi) e sull’uso del linguaggio tecnico-scientifico. Il punteggio della prova d’esame è espresso in trentesimi: la prova scritta concorre al voto finale fino ad un massimo di 27/30. La verifica dei risultati di apprendimento è completata dalla prova orale (non obbligatoria) nella quale viene anche discusso il compito. Sono inoltre previste due prove scritte in itinere aventi come punteggio massimo 12 e 15: la somma delle due prove costituisce il voto finale della prova scritta.
Per il superamento dell’esame (18/30), lo studente deve dimostrare di avere una conoscenza sufficiente dei principi fondamentali che regolano le proprietà e le trasformazioni della materia, deve saper individuare ed utilizzare i procedimenti necessari per la soluzione di alcuni dei quesiti proposti. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode lo studente deve dimostrare di aver conseguito una eccellente conoscenza dell materia, con un ottimo grado di approfondimento. Sarà inoltre in grado di proporre e sviluppare l’approccio più opportuno per la risoluzione dei problemi posti. Saprà anche collegare agevolmente i differenti argomenti del corso e illustrare con proprietà di linguaggio e chiarezza espositiva gli argomenti oggetto della prova orale.

Testi

Napoli; Schiavello-Palmisano, “Fondamenti di Chimica”,
D.W.Oxtoboy, N.H.Nachtrib – “Chimica moderna” – Edises
Edises Napoli; Silvestroni, “Fondamenti di Chimica”; ed. Veschi.

Altre Informazioni

Il materiale didattico comprensivo di lucidi di lezione, esercitazioni svolte e testi di esame delle sessioni precedenti sono reperibili da moodle.

Questionario e social

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