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FABIO BISCARINI
Professore Ordinario Dipartimento di Scienze della Vita sede ex Chimica V.Campi 103
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Insegnamento: Chimica generale con laboratorio
Biotecnologie (D.M. 270/04) (Offerta formativa 2020)
Obiettivi formativi
Il corso di Chimica Generale fornisce le basi conoscitive della Chimica che saranno poi applicate nei corsi di Chimica Organica e Biochimica. Il corso comprende oltre alle lezioni frontali, anche quattro esperienze di laboratorio per un totale di 16 ore. Il laboratorio didattico sarà tenuto dal Prof. Antonio Ranieri coadiuvato da due tecnici (Dr. M. R. Cramarossa e Dr. M. Bellei). Verranno inoltre svolte 10 ore di esercitazione per familiarizzare con i concetti illustrati nelle lezioni frontali.
Nell'insegnamento della chimica, viene adottato l'approccio razionale basato su teoria atomica e struttura elettronica. Gli obiettivi formativi sono i seguenti:
1. legame chimico,
2. legame ionico
3. interazioni non-covalenti
4. fasi di aggregazione della materia
5. transizioni di fase
6. termodinamica
7. equilibrio nelle reazioni chimiche
8. reazioni acido-base
9. reazioni redox e le pile
10.cinetica chimica (opzionale).
Prerequisiti
A. Conoscenza di Fisica di base:
grandezze fisiche e dimensioni;
massa, accelerazione, forza, energia;
carica elettrica, legge di Coulomb, potenziale elettrostatico, campo elettrico, campo magnetico.
B. Conoscenze di Matematica di base:
derivate e integrali;
funzioni trascendenti, trigonometria di base;
operazioni con logaritmi;
algebra vettoriale.
Programma del corso
1. Introduzione: perché la Chimica è importante
2. Fondamenti della Chimica I: l'Atomo. Il nucleo, protoni, neutroni, elettroni; nuclidi e isotopi; massa atomica
Quantità di sostanza, la mole, rapporti ponderali; sostanze e composti; formule chimiche; le miscele.
3. Fondamenti della Chimica II: Fotone. Energia. Radiazione elettromagnetica, interazione luce-materia,radiazione del corpo nero, effetto fotoelettrico, fotone e equazione di Planck.
4. Fondamenti della Chimica III: Elettrone. Principio di indeterminazione di Heisenberg, dualismo onda-particella, equazione di Schroedinger e funzione d'onda, l'atomo di H. Orbitali atomici, numeri quantici, lo spin.
5. L'atomo a molti elettroni, principio di aufbau, regola di Hund, proprietà periodiche, razionalizzazione della tavola periodica.
6. Legame Chimico.
7. Interazioni ioniche, di van der Waals, legame a H, solvatazione.
8. Stati di aggregazione della materia. Ordine e disordine, parametri d'ordine, transizioni di fase, diagrammi di fase.
9. Termodinamica: i principi, termochimica, calcoli.
10. Equilibrio chimico: reazioni chimiche, reazioni acido base, reazioni redox.
Metodi didattici
Lezioni frontali con utilizzo di slide power point e uso della lavagna; preparazione di video delle lezioni con BLECS in corso.
Esercitazioni alla lavagna con risoluzione di problemi;
Esperimenti in laboratorio con compilazione del quaderno di laboratorio.
Testi di riferimento
Testi Consigliati (uno):
1. I. Bertini, M. Mani, C. Luchinat (2a ed. CEA): Chimica
ibid.: Stechiometria
2. P. W. Atkins, P. Jones (2a ed. Zanichelli): Principi di Chimica
3. Petrucci, Herring, Madura, Bissonetti (2a ed. Piccin): Chimica Generale
4. Kotz, Treichel, Townsend (5a ed. EdiSES): Chimica
Verifica dell'apprendimento
Esame scritto finale, con 20 esercizi con calcoli e soluzione problemi (max 5 ore);
Quaderno di laboratorio;
Esame orale con circa mezz'ora di interrogazione.
Voto finale è il risultato della media aritmetica dei 3 voti normalizzati a 30.
Risultati attesi
Conoscenza dei principi di base della chimica.
Sapere affrontare problemi elementari di chimica con calcoli stechiometrici e ponderali, bilanciamento di reazioni.
Conoscenza di semplici operazioni da laboratorio chimico.