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Erika FERRARI
Professore Associato
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche - Sede Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche
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Insegnamento: Chimica inorganica industriale e applicata
Chimica (Offerta formativa 2022)
Obiettivi formativi
Fornire allo studente conoscenze e competenze nei trattamento di problematiche relative ai processi industriali per la produzione di composti/materiali inorganici con cenni ai principali inquinanti inorganici connessi ai processi industriali.
Prerequisiti
Chimica Generale e Inorganica
Chimica Inorganica I
Programma del corso
NTRODUCTION (2 HOURS)
Introduction to the course, soil leaching processes, C, N, P and S cycles.
INDUSTRIAL PRODUCTION OF INORGANIC CHEMICALS (14 HOURS)
Nitrogen (4 hours): Haber-Bosch process for ammonia synthesis; syngas (steam reforming, partial oxidation, gasification of coal), nitric acid.
Phosphorus (4 hours): white phosphorus; phosphoric acid (dry and wet processes); phosphorus salts (phosphates, phosphites, polyphosphates, phosphonates)
Sulfur (3 hours): sulfur production and sulfur dioxide and sulfuric acid.
Halogen (2 hours): HF and derivatives (Bayer process); Chlorine (amalgam process, diaphragm and membrane); HCl
And hydrogen peroxide (1 hour).
SOIL CHEMISTRY (2 HOURS)
INORGANIC FERTILIZERS (4 HOURS)
Plant nutrients, fertilizers classification, fertilizers main industrial production.
WATER (6 HOURS)
Supply water, inorganic pollutants (nitrates and phosphates), quality parameters, carbonate system, alkalinity, integrated management system, disinfection and purification, waste water.
HEAVY METALS (3 HOURS)
coordination compounds, chelating agents, heavy metal toxicity, bioaccumulation and biomagnification, Pb, Hg, Cd
INORGANIC MATERIALS (13 HOURS)
Glasses: characteristics and definitions, Tg, viscosity, regions of immiscibility (thermodynamic considerations), industrial glass production, industrial glass production (trainers, fluxes, refining, property modifiers), melting furnaces (crucible bath), cable and flat glass, fiber of glass.
Silicates: Classification, asbestos; zeolites
Fibers C: by PAN and pitch; heat treatment and properties; composite materials.
METAL ALLOYS (4 HOURS)
Phase diagrams; ferrous metal alloys.
Industrial pig iron; refining of cast iron, steel production.
Steel; non-ferrous alloys (Al, Cu)
Metodi didattici
La metodologia adottata per l'insegnamento prevede principalmente lezioni frontali, supportate da materiale didattico fornito agli studenti in cui sono contenuti numerosi approfondimenti. Il docente utilizza il forum sul portale dolly per gruppi di discussione e chiarimenti. A seconda delle esigenze della coorte di studenti, il docente propone eventualmente attività di tutorato da svolgere in aula e/o mediante l'utilizzo di sistemi multimediali in modalità FAD (formazione a distanza).
Lezioni frontali saranno svolte tramite slide e sarà garantita l'erogazione asincrona (videoregistrazioni) a distanza per tutti; in base alla evoluzione dell'emergenza sanitaria COVID19 e alle specificità delle attività didattiche verrà valutata l'erogazione
anche in presenza.”
Testi di riferimento
"Industrial Inorganic Chemistry"
K.H. Buchel, H.H.- Moretto, P. Woditsch
Second Edition, Wiley-VCH
Verifica dell'apprendimento
L'accertamento del profitto avviene mediante una prova finale che prevede una parte scritta e una orale, svolte entrambe in lingua inglese, che contribuiscono ciascuna al 50% sul voto che viene calcolato come media pesata.
La prova scritta prevede sia domande strutturate che a risposta aperta, in numero variabile tra 12 e 16. Viene attribuito un punteggio compreso tra 1 e 3 a ciascuna domanda, il punteggio totale delle domande è pari a 32/30 (che corrisponde a 30/30 e Lode). La durata della prova scritta è di 1 ora. La prova scritta verifica le conoscenze acquisite (70 %) sulla produzione industriale dei principali composti inorganici e materiali e il loro impatto sull'ambiente, e la capacità di applicare le conoscenze acquisite (30%).
La prova orale, della durata di 25-30 minuti, verte su un argomento selezionato dal candidato su una lista fornita dal docente e caricata sul portale Dolly. Durante la prova orale verranno valutati il livello di conoscenze teoriche acquisite (55%), la capacità di applicare le conoscenze acquisite (25%), l'autonomia di giudizio (10%) e le abilità comunicative (10%).
Sia la prova scritta che orale saranno svolte in lingua inglese.
Le prove potrebbero essere svolte in presenza o a distanza a seconda dell'evoluzione della situazione COVID19.
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione: Tramite lezioni in aula e discussioni collegiali lo studente apprende i principali processi inorganici industriali, e il loro potenziale impatto sull'ambiente. Lo studente acquisisce gli strumenti intesi sia a fornire competenze professionalizzanti che a comprendere la letteratura specifica relativa alle applicazioni industriali dei processi inorganici.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Tramite le discussioni collegiali e lo studio individuale lo studente è stimolato ad applicare le conoscenze acquisite per analizzare criticamente gli aspetti termodinamici/energetici e di impatto ambientale nei processi industriali.
Autonomia di giudizio: Tramite domande poste in aula dal docente vengono stimolate discussioni collegiali volte a motivare lo studente all'analisi critica degli argomenti svolti sulla base delle conoscenze acquisite.
Abilità comunicative: La discussione orale in aula e la verifica orale dell'apprendimento permettono allo studente di sviluppare la capacità di presentare le proprie argomentazioni utilizzando un appropriato linguaggio scientifico e di sostenere una discussione in merito agli argomenti trattati.
Capacità di apprendimento: le attività descritte consentono allo studente di acquisire gli strumenti metodologici applicabili sia nel mondo del lavoro che nell'eventuale proseguimento degli studi.