Obiettivi del Corso e Risultati di apprendimento previsti

DESCRIZIONE/SIGNIFICATO DEL CORSO: Il corso di Chimica Generale è un corso di base sui fondamenti quantitativi della Chimica con elementi di Chimica Inorganica e Chimica Analitica integrate da attività di laboratorio. Il corso fornisce una panoramica delle grandezze e del linguaggio utilizzato nella risoluzione di problemi chimici elementari e include la presentazione dei principali settori di studio della Chimica, quali struttura atomica, molecolare e dei solidi, tabella periodica e chimica degli elementi, passaggi di stato, equilibri chimici e fondamenti di termodinamica e cinetica chimica, chimica dei processi acido-base e ossido-riduzione, integrate da aspetti quantitativi dei bilanci di massa e di energia in equilibri chimici omogenei ed eterogenei. E’ suddiviso in due parti.

OBIETTIVI – Il corso di Chimica Generale fornisce un’introduzione ad alcuni concetti fondamentali della chimica ed è primariamente rivolto agli studenti che entrano nei corsi di studio di Ingegneria Chimica e di Ingegneria dei Materiali. Esso intende trasferire i concetti di base della Chimica e i suoi obiettivi primari, stimolando la comprensione e l’apprezzamento dell’importanza della materia nella società attuale.

RISULTATI DI APPRENDIMENTO – Gli studenti avranno conoscenza e comprenderanno quanto segue:

  • uso di notazioni scientifiche in numeri, calcoli, analisi dimensionale, simbologia e nomenclatura chimica
  • concetto di tipologie di aggregazione di particelle in dipendenza dall’energia dei sistemi (nuclei, atomi, molecole, polimeri, stati di aggregazione), relazione materia/energia e struttura dell’atomo
  • uso delle strutture di Lewis per descrivere le strutture molecolari con i concetti di carica formale, stato di ossidazione, ordine di legame, sapendo anche riconoscere e scrivere le notazioni per specie che non rispettano le regole di Lewis
  • geometria spaziale di semplici molecole, complessi metallici e solidi polimerici.
  • bilanci di materia e di energia. Stechiometria delle reazioni chimiche con i relativi calcoli (reagenti limitanti, resa, conversione, economia atomica, scarti).
  • natura dei liganti, isomeria e geometrie di coordinazione in complessi di metalli di transizione
  • proprietà di gas ideali e non-ideali e loro miscele. Proprietà dei liquidi e loro miscele.
  • proprietà dei solidi con il concetto di impaccamento compatto e sue derivazioni per descrivere le strutture cristalline dei solidi. Relazioni tra dimensioni atomiche, celle unitarie, densità dei solidi. Conducibilità elettrica nei solidi.
  • fattori che influenzano la velocità di una reazione. Leggi cinetiche, ordine di reazione, energia di attivazione, meccanismi di reazione, catalisi omogenea ed eterogenea
  • tipi di reazioni chimiche, con identificazione dell’origine della reattività chimica e dell’evoluzione delle reazioni chimiche con i concetti termodinamici di entalpia e energia libera, e principio di Le Chatelier, costanti di equilibrio sapendo eseguire calcoli per equilibr redox, acido-base e di scambio di leganti.
  • tipologie di sistemi eterogenei con i concetti di fase, equilibrio tra fasi, regola delle fasi e le principali caratteristiche dei diagrammi di stato e calcoli relativi
  • comportamento in acqua di elettroliti forti e deboli inclusi i calcoli di soluzioni di acidi, basi e sali e calcoli del pH, sapendo utilizzare le Ka, Kb, pKa, pKb e Kw e le soluzioni tampone.
  • aspetti generali delle celle e semicelle elettrochimiche standard e non, incluse le convenzioni e i calcoli di celle elettrochimiche, accumulatori e processi di elettrolisi.
  • apetti generali di reattività degli elementi dei gruppi principali e degli elementi di transizione.

PREMESSE AL CORSO: Gli studenti devono possedere (acquisendoli eventualmente in pre-corsi universitari) conoscenze introduttive di matematica, fisica e chimica di base.