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Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche - Sede Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche

Contenuti Insegnamento: Chimica generale

Corso di studio: SCIENZE GEOLOGICHE (D.M. 270/04) (offerta formativa anno 2017)
  • CFU: 8
  • SSD: CHIM/03

Obiettivi formativi

Il corso ha l'obiettivo di fornire allo studente una buona preparazione sia per quanto riguarda gli aspetti teorici che quelli sperimentali di una disciplina correlata all’ambito delle geoscienze. In primo luogo vengono fornite le conoscenze e le competenze necessarie al riconoscimento ed all'interpretazione consapevole dei fenomeni chimici, che sono propedeutiche all'approfondimento in settori disciplinari chimici maggiormente specialistici e professionalizzanti. Inoltre vengono forniti gli strumenti essenziali per analizzare e comprendere gli aspetti quantitativi dei processi chimici Il corso si propone di fornire i concetti di base utili e fondamentali per i corsi successivi. L'insegnamento si prefigge di fornire agli studenti le conoscenze dei principi che riguardano: reattività e proprietà chimiche degli elementi; formazione dei diversi legami chimici; trasformazioni chimiche, stati di aggregazione della materia, proprietà dei composti ionici e molecolari nei diversi stati di aggregazione, raggiungimento delle condizioni di equilibrio delle reazioni chimiche, oltre ad aspetti della chimica in soluzione, quali l'equilibrio protonico, l'equilibrio acido-base, gli equilibri di solubilità di sali poco solubili. Il laboratorio ha lo scopo di fornire i concetti di base e di approfondire alcuni argomenti illustrati mediante le lezioni frontali, oltre che di consentire allo studente di acquisire una adeguata manualità all’interno del laboratorio.

Prerequisiti

Non ci sono regole di propedeuticità ma è utile possedere nozioni basilari di matematica (equivalenze, formula inversa, notazione esponenziale, logaritmi ed equazioni di primo e secondo grado). Tali conoscenze acquisite nella Scuola Media Superiore, in ambito matematico, sono sufficienti per affrontare il corso.

Programma del corso

Blocco 1(6h): Atomo,elementi,composti,molecole,ioni.Numero atomico,numero di massa,massa atomica e molecolare.Formule empiriche e molecolari.Composizione percentuale dei composti.Mole Blocco 2(6h): Teoria Atomica.Numeri quantici.Orbitali.Configurazione elettronica degli elementi.Sistema periodico e proprietà periodiche.Nomenclatura.Reazioni chimiche.Reagenti limitanti Blocco 3(6h): legame chimico e teoria di Lewis.Forma e struttura delle molecole.Teoria VSEPR Blocco 4(6h): teoria del legame di valenza e dell'orbitale molecolare.Legame ionico.Legame metallico.Legame ad idrogeno e forze di Van der Waals. Blocco 5(6h): Stati di aggregazione della materia.Stato gassoso e leggi dei gas ideali e reali.Stato liquido.Stato solido.Teoria del massimo impaccamento. Blocco 6(6h): Soluzioni:classificazione,concentrazione delle soluzioni.Solubilità.Proprietà colligative Blocco 7(6h): Termodinamica chimica: energia, entalpia, entropia, energia libera. Blocco 8(6h): Equilibrio chimico.Reazioni all'equilibrio.Principio di Le Chatelier.Equilibri ionici in soluzione.Prodotto ionico dell'acqua, pH e scala di pH. Blocco 9(6h): Acidi e basi,forza degli acidi e delle basi.Titolazioni acido-base. Blocco 10(6h): Soluzioni tampone.Idrolisi Blocco 11(6h): Elettrochimica: celle elettrochimiche,serie elettrochimica.Equazione di Nernst.Celle elettrolitiche e leggi di Faraday. Blocco 12(6h): Chimica inorganica: proprietà dei gruppi della tavola periodica. Chimica organica: nomenclatura e struttura di idrocarburi,alcoli,eteri,aldeidi,chetoni,acidi carbossilici e derivati aromatici. Laboratorio (6h) : norme di sicurezza. svolgimento delle seguenti esperienze: preparazione di soluzioni a concentrazione nota, titolazioni acido/base, preparazione di una soluzione tampone e uso del pH-metro,reazioni di ossidoriduzione. Verranno fornite indicazioni sul corretto smaltimento dei rifiuti prodotti

Testi di riferimento

Atkins P - Chimica Generale - Zanichelli Petrucci R. H.,. Harwood W. S, Herring F. G., Chimica Generale Piccin Bertini I., Luchinat C, Mani F.Chimica, Casa Editrice Ambrosiana Bertini I.,Luchinat C, Mani F.Stechiometria Casa Editrice Ambrosiana

Metodi Didattici

Lezioni frontali in aula integrate da esercitazioni numeriche sugli argomenti svolti. Al fine di agevolare l'acquisizione da parte dello studente di un metodo di studio adeguato alle caratteristiche di un corso universitario e facilitare il superamento delle eventuali difficoltà, viene inoltre offerta la possibilità di svolgere esercizi in aula in presenza del docente o di un tutor (tutoraggio gratuito). Il compito del tutor è di graduare le difficoltà degli esercizi, fornire una traccia risolutiva e chiarire i dubbi emersi durante lo studio autonomo dello studente. Il corso prevede esperienze di laboratorio in cui vengono fornite tutte le nozioni necessarie per la piena comprensione delle relative esperienze pratiche che sono correlate ai concetti di base esposti durante le lezioni frontali Tutto il materiale presentato durante le lezioni di teoria, le esercitazioni, il laboratorio e il tutorato sarà messo a disposizione degli studenti sulla piattaforma dolly (http://dolly.dscg.unimore.it) Orario di ricevimento: venerdì pomeriggio oppure su appuntamento richiesto via e-mail (gigliola.lusvardi@unimore.it)

Verifica dell'apprendimento

L'accertamento del profitto si avvale di: a)prove scritte b)prova orale (previo superamento delle prove scritte) c)verifiche in itinere (relazioni) a)Le prove scritte prevedono una prova (non obbligatoria) in itinere (2h) con 5 quesiti (argomenti di teoria ed esercizi di stechiometria) inerenti ai blocchi 1-7;se questa prova è superata (voto pari o superiore a 18/30), la prova finale scritta sarà di 5 quesiti,(argomenti di teoria ed esercizi di -stechiometria),2 ore,sui blocchi 8-12.Se la prova in itinere non è superata o non è svolta,le prove finali scritte sono due: la prima (2h) sui blocchi 1-7 e la seconda (2h) sui blocchi 8-12. Tali prove potranno essere svolte simultaneamente (4h) o in due appelli (la seconda solo dopo il superamento della prima). Il voto è in /30 ed i quesiti hanno lo stesso peso (5 quesiti ognuno vale al massimo 6/30). La valutazione si basa su: i) corretta applicazione delle conoscenze chimiche (50%); correttezza formale dei calcoli eseguiti (50%). Il voto complessivo di tali prove è la media aritmetica dei voti delle prove in itinere e finali e si considerano superate con voto pari o superiore a 18/30. b)prova orale: prevede domande inerenti alle prove scritte su cui si sono verificate le maggiori carenze. Il voto è in /30 e tiene conto di: livello delle conoscenze chimiche acquisite (50%), capacità di applicarle (30%), capacità di comunicare in modo chiaro e corretto i concetti chimici (20%). c)Verifiche in itinere: relazione su ogni esperienza di laboratorio. La frequenza del laboratorio è obbligatoria. La valutazione si basa su:livello delle conoscenze chimiche acquisite (10%),capacità di applicarle (20%),capacità di comunicarle in modo chiaro e corretto (30%) e correttezza formale dei risultati e calcoli eseguiti (40%). Il voto (/30) è la media aritmetica dei voti di ogni relazione. Il voto finale (/30) è la media pesata dei voti delle prove scritte (40%), della prova orale (50%) e delle relazioni (10%)

Risultati attesi

Alla fine del corso i risultati attesi per gli studenti secondo i cinque descrittori di Dublino sono sotto riportati. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE Tramite le lezioni frontali ed esercitazioni numeriche, lo studente acquisisce competenze teoriche e pratiche relative agli aspetti di base della chimica generale e inorganica. Lo studente sarà quindi in grado di: -identificare i composti, distinguere il tipo di legame e le proprietà ad esso correlate -conoscere le leggi che regolano le relazioni tra i diversi stati di aggregazione della materia. - prevedere l'andamento di una reazione chimica - risolvere problemi coinvolgenti calcoli ponderali CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: -dimostrare di avere la capacità di applicare le conoscenze acquisite a problematiche che coinvolgono processi chimici correlati alle geoscienze, vale a dire essere in grado di identificare correttamente i composti più importanti, le loro proprietà e reattività sulla base dei legami chimici presenti e quantificare eventualmente anche le quantità sulla base delle relazioni ponderali -dimostrare inoltre di possedere abilità manuali che consentano di muoversi in sicurezza in un laboratorio chimico. AUTONOMIA DI GIUDIZIO avere l'abilità necessaria per affrontare e risolvere i problemi di natura chimica ABITILITÀ COMUNICATIVE Essere in grado di esporre e discutere in modo chiaro, rigoroso e conciso i risultati derivanti da uno studio chimico CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO Sviluppare quelle capacità di apprendimento necessarie per intraprendere studi successivi con un alto grado di autonomia