INFORMAZIONI SU

Chimica e fisica generali

Programma dell'insegnamento di Chimica e fisica generali - Corso di laurea in Biotecnologie (2012/13)

Docenti

Walter Baratta inorg@dstc.uniud.itPaolo Giannozzi giannozzi@fisica.uniud.it

Crediti

9 CFU

Finalità Programma
 
Lo scopo del corso è di fornire concetti e conoscenze di base della fisica e della chimica. In particolare, si tratterà l'uso delle unità di misura e delle quantità vettoriali, i fondamenti della cinematica e della meccanica, l'energia meccanica, le forze elettromagnetiche, il concetto di campo. Si tratterà inoltre la struttura della materia, le proprietà degli elementi del sistema periodico, le leggi che regolano le reazioni chimiche, il loro bilanciamento e gli aspetti cinetici e termodinamici, con particolare riferimento agli equilibri e ai processi ossido-riduttivi. Verranno inoltre effettuate esercitazioni pratiche per acquisire la fondamentale manualità di laboratorio.
 
Programma del corso  
Modulo I
(CFU 6, prof. Walter Baratta)
 
1. La composizione della materia. Elementi, composti e miscele. Atomi. Particelle elementari. Peso atomico. Molecole. Peso molecolare. Mole e numero di Avogadro. Composizione percentuale dei composti chimici. Formule chimiche.
2. Le reazioni chimiche. Simbologia delle reazioni. Bilanciamento delle equazioni. Relazioni ponderali nelle equazioni chimiche. Calcoli stechiometrici. Reazioni di ossido-riduzione e loro bilanciamento.
3. Atomi e molecole. La struttura dell'atomo di idrogeno. Orbitali atomici e numeri quantici. La struttura degli atomi polielettronici. Il principio di esclusione e regola di Hund. Sistema periodico degli elementi. Potenziale di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività.
4. Il legame chimico. Legame ionico, covalente, metallico. Regola dell'ottetto. Strutture di Lewis per molecole biatomiche e poliatomiche. La teoria del legame di valenza. Teoria dell'orbitale molecolare. Molecole biatomiche e poliatomiche. Orbitali ibridi. Interazioni deboli fra atomi, ioni, molecole. Il legame a ponte di idrogeno.
5. Lo stato gassoso. Proprietà e leggi dei gas. Temperatura assoluta. Il gas ideale. Equazione di stato dei gas reali. Legge di Van der Waals. Miscele gassose e legge di Dalton. La liquefazione dei gas.
6. Solidi e liquidi. Le soluzioni. Proprietà dei solidi e dei liquidi. Cambiamenti di stato. Equilibri liquido-vapore e solido-vapore. Tensione di vapore. Diagrammi di stato. Le soluzioni. Modi di esprimere la composizione di una soluzione. Proprietà colligative delle soluzioni. Miscele liquide binarie. Distillazione frazionata. Azeotropi.
7. Cinetica chimica. Aspetti termodinamici e cinetici di una reazione chimica. Velocità di reazione. Fattori che influenzano la velocità. Equazioni cinetiche e ordine di reazione. Energia di attivazione. Dipendenza dalla temperatura. Catalisi e catalizzatori.
8. Equilibrio chimico. Descrizione dell'equilibrio chimico. La costante di equilibrio. Principio dell'equilibrio mobile. Influenza della concentrazione, della pressione e della temperatura. Equilibri di dissociazione. Equilibri simultanei.
9. Acidi e basi. Definizioni. Relazione fra acidità e struttura molecolare. Prodotto ionico dell'acqua. Forza di un acido e di
una base. Ka e Kb. Definizione e calcolo del pH di una soluzione. Soluzioni tampone. Indicatori acido-base e misura del pH. Titolazioni acido base.
10. Equilibri eterogenei. Equilibri di solubilità. Prodotto di solubilità. Reazioni di precipitazione.
11. Elettrochimica. Reazioni ossidoriduttive chimiche ed elettrochimiche. Elettrolisi. Pile. Potenziale di un elettrodo. Formula di Nerst. La serie elettrochimica e le reazioni redox.
 
 Modulo II
(CFU3, prof. Paolo Giannozzi)
 
1. Richiamo di fisica generale: unità di misura, vettori, cinematica del punto materiale. Forze, leggi di Newton.
2. Energia Cinetica e potenziale, conservazione dell'energia.
3. Sistemi di particelle e corpi rigidi: quantità di moto.
4. Momento delle forze, momento angolare.
5. Campo elettrico e potenziale elettrico.
6. Circuiti, condensatori, resistenze.
7. Campo magnetico, induzione elettromagnetica.
 

Bibliografia

“La chimica di base” F. Nobile, P. Mastrorilli (Casa Editrice Ambrosiana)
“Chimica Generale ed Inorganica” Sacco, Pasquali, Marchetti (CEA, Milano)
“Problemi di Chimica” A. Del Zotto, Forum, Editrice Universitaria Udinese