Corso di laurea in Scienza dei Materiali
Corso di laurea in Scienza e Tecnologia dei Materiali

L'insegnamento si propone di fornire agli studenti gli insegnamenti di base della Chimica Generale e Inorganica introducendoli al linguaggio ed alla metodologia delle scienze chimiche e fornendo loro gli strumenti necessari alla comprensione dei successivi insegnamenti di Chimica. Le esercitazioni in laboratorio si propongono di fornire agli studenti una formazione atta ad abilitarli all'accesso ai laboratori didattici successivi mediante l'apprendimento delle più comuni operazioni di base.  

AI termine dell'insegnamento lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di comprendere i principi fondamentali della chimica generale a partire dalla struttura atomica, Tavola Periodica e legame chimico, fino alle reazioni chimiche (aspetti quali‐e quantitativi) con cenni di cinetica e termodinamica chimica e descrizione degli stati di aggregazione della materia. Dovrà saper descrivere gli equilibri (eterogenei e omogenei) ed i fondamenti dell’elettrochimica. Avrà inoltre acquisito una conoscenza di base delle proprietà degli elementi e dei loro composti e sarà in grado di correlare le proprietà alla configurazione elettronica e alla struttura.   Con le esercitazioni in laboratorio l'allievo dovrà: l. acquisire il comportamento corretto da tenere in un laboratorio chimico; 2. saper utilizzare le informazioni riportate nelle schede di sicurezza delle sostanze in uso durante gli esperimenti; 3. essere in grado di preparare e analizzare alcune sostanze inorganiche e di eseguire procedure semplici (ex. filtrazione, distillazione, cristallizzazione).  

Tipologia Insegnamento 

Lezioni frontali: 64 ore

Laboratorio: 32 ore

  Frequenza

Frequenza alle lezioni facoltativa. Frequenza al laboratorio obbligatoria.

L'esame consiste in una prova scritta, obbligatoria, e una prova orale, facoltativa, cui si accede solo con la prova scritta sufficiente. Nella determinazione del voto finale viene anche tenuto conto delle attività svolte in laboratorio.

PROVA SCRITTA. Consiste di 3 domande sulla teoria della chimica generale (15 punti) e 5 problemi di stechiometria (15 punti). Nelle domande, oltre all’enunciazione e descrizione dei principi teorici, si richiede anche un esempio o un’applicazione della teoria descritta. Con queste domande s’intende quindi valutare, sia la comprensione dei principi fondamentali della chimica, sia la capacità dello studente di applicare a casi reali quanto descritto in teoria. I problemi di stechiometria sono invece rivolti a verificare la familiarità dello studente con le grandezze chimiche e l'abilità acquisita nel calcolarle. Il voto, espresso in 30esimi, è valido un anno.

 PROVA ORALE. Lo studente si sottopone alla prova orale per di migliorare il voto della prova scritta. Durante la prova è verificata la validità o meno del giudizio espresso con almeno una domanda e un problema della stessa tipologia di quelli dell’esame scritto, ma su argomenti diversi. L'esito può variare al massimo di +/‐2 ATTIVITA' DI LABORATORIO. Durante lo svolgimento delle esercitazioni in laboratorio gli studenti sono tenuti a compilare in modo dettagliato il quaderno di laboratorio, che viene periodicamente visionato e corretto dal docente, insieme ad apposite schede relative alle diverse esperienze svolte. Il giudizio complessivo di laboratorio (in 30esimi), formulato al termine del ciclo di esercitazioni, contribuisce con una media pesata insieme alla votazione ottenuta nelle prove precedenti alla determinazione del voto finale.

  

Introduzione al corso. Ripasso su semplici concetti matematici.

La materia. Struttura dell'atomo (descrizione generale, struttura elettronica, i numeri quantici). Sistema periodico degli elementi (descrizione e proprietà periodiche)

Il legame chimico. Legame ionico e legame covalente (regola dell'ottetto, strutture di Lewis, risonanza, geometria molecolare, orbitali atomici ibridi).

Aspetti quali-quantitativi delle reazioni chimiche. Masse atomiche e molecolari, il numero di Avogadro, formule, bilanciamenti delle reazioni, la resa di reazione, nomenclatura.

Lo stato gassoso. Equazione di stato e leggi dei gas ideali e reali.

Lo stato liquido. Proprietà dei liquidi puri. Le soluzioni (generalità, concentrazioni, proprietà colligative).

Lo stato solido. Classificazione dei solidi e loro proprietà. Le celle elementari. I diagrammi di stato (acqua, biossido di carbonio).

Cenni di cinetica chimica. Velocità di reazione e fattori che la influenzano.

Cenni di termochimica. Funzioni di stato e criteri di spontaneità delle reazioni chimiche.

L’equilibrio chimico. Definizione, costanti di equilibrio, equilibri in soluzione acquosa (acidi e basi, pH, titolazioni, soluzioni tampone, idrolisi, solubilità).

L’elettrochimica. Elettrolisi e celle voltaiche (leggi di Faraday, ddp, equazione di Nernst).

Chimica inorganica descrittiva.

 Laboratorio

Sicurezza: Generalità, gestione della sicurezza ed informazione, rischio e prevenzione, riconoscimento di sostanze pericolose, etichettatura, schede di sicurezza, gas compressi, incendio, estintori, maschere anti-gas.

Esercitazioni pratiche di laboratorio:

Introduzione alle operazioni di laboratorio.

Acidità e basicità delle soluzioni: misura del pH di soluzioni acquose di acidi e basi forti e deboli, misura del pH di soluzioni di sali mediante l’uso di cartine indicatrici e descrizione degli eventuali fenomeni di idrolisi relativi; preparazione di una soluzione tampone.

Prodotto di solubilità: preparazione di soluzioni sature e verifica dell’effetto dell’aggiunta di uno ione comune; precipitazione e/o ridiscioglimento del precipitato (reazioni da interpretare);

Reazioni di ossido-riduzione: ossidabilità di metalli (Fe, Zn e Cu) in soluzioni acquose di un acido non ossidante (HCl) e di un acido ossidante (HNO₃).Potenziali di riduzione.