 |
Cristina LEONELLI
Professore Ordinario
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
|
Insegnamento: Chimica
Ingegneria del Veicolo (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Lo scopo del corso è di far conoscere i fondamenti delle scienze chimiche e e di fornire le competenze necessarie all'applicazione consapevole dei modelli della chimica.
Il corso prevede la modalità "learning by doing" quindi la parte sperimentale svolta in laboratorio è fortemente integrata nella parte più teorica del corso. Questa modalità prevede di sviluppare la capacità di astrazione e applicazione di modelli teorici.
Prerequisiti
Conoscenze di base di chimica, fisica e matematica acquisite nella scuola secondaria di secondo grado. Consigliato: corso universitario di Analisi matematica I (con esercizi).
Programma del corso
PRIMO BLOCCO CONCETTUALE: STRUTTURA E PROPRIETA’ DELLA MATERIA (2 CFU):
I componenti della materia, elementi, composti e miscele, e le loro proprietà. I legami chimici nelle molecole e nei solidi. Le forze intermolecolari: liquidi, solidi e transizioni di fase. Le molecole fondamentali per comprendere la chimica organica: struttura e reattività. Nomenclatura chimica internazionale -IUPAC.
SECONDO BLOCCO CONCETTUALE: LE SOSTANZE CHIMICHE E LE LORO TRASFORMAZIONI (1 CFU): Le proprietà dei materiali conduttori, semiconduttori e isolanti. Le basi della termochimica con cenni ai diagrammi di fase. Le proprietà dei sistemi a più componenti nei vari stati di aggregazione.
TERZO BLOCCO CONCETTUALE: REATTIVITA’ CHIMICA (3 CFU):
La relazione quantità-massa-numero nei sistemi chimici con particolare approfondimento alle reazioni di combustione. Il Principio dell'equilibrio chimico e la spontaneità dei processi gassosi ed in soluzione. Le basi dell'elettrochimica e le variazioni chimiche correlate al lavoro elettrico
NOTE:
- Esercitazioni sui principali argomenti trattati, esercizi di autovalutazione e correzione congiunta.
- Viene fatta salva la possibilità di dedicare un tempo maggiore ad alcuni argomenti rispetto a quanto si era preventivato alla luce dei feedback degli studenti.
Metodi didattici
Lezioni erogate come da disposizioni di Ateneo a fronte dell’evoluzione dell'emergenza sanitaria COVID19. Se possibili, in presenza, con il supporto di slide, e il coinvolgimento degli studenti in semplici esperimenti chimici.
Testi di riferimento
L. Barbieri et al., Quaderno di Esperienze nel Laboratorio di Chimica-con note sulla sicurezza-Edizioni print on demand di Lulu.com.
L. Barbieri et al., Quaderno di Esperienze nel Laboratorio di Chimica per L'Ingegneria Meccanica-con note sulla sicurezza- E-Book di Lulu.com.
C.F. Nobile, P. Mastrorilli - La chimica di base. Con esercizi -Casa Editrice Ambrosiana.
A. Munari, R.A. Michelin-Fondamenti di Chimica-CEDAM
P. Tagliatesta -Chimica Generale ed Inorganica- EDI-ERMES.
Oxtoby, Gillis, Nachtrieb - Chimica Moderna - EdiSeS.
Whitten, Davis,Peck, Stanley-Chimica-Piccin Editore.
Verifica dell'apprendimento
La metodologia applicata per la valutazione dell’apprendimento avviene durante tutto il corso perché nelle lezioni frontali agli studenti viene richiesto di svolgere semplici problemi in aula. Si persegue anche la strada dell’autovalutazione proponendo una prova scritta a metà corso e a fine corso, prove che vengono poi corrette e discusse in aula.
La modalità di esame prevede uno scritto con esercizi numerici a domande sulla parte di teoria in formato di quiz a scelta multipla nelle quali si chiede allo studente di svolgere esercizi numerici che vertono sui seguenti argomenti: 1) bilanciamento e rese di reazioni. 2) Nomenclatura IUPAC e tradizionale di composti inorganici. Nomenclatura tradizionale di comuni composti organici. 3) L'equilibrio chimico omogeneo in fase gassosa. Relazioni tra le costanti termodinamiche. 4)Il calcolo del pH per acidi e basi monoprotiche sia forti che deboli. 5) Il prodotto di solubilità. 6)Le reazioni di ossido riduzione e l'utilizzo della Tavola dei potenziali standard di riduzione. Il passaggio dalla redox alla realizzazione di una pila e l'equazione di Nernst.
Il quiz è proposto on line sulla piattaforma dolly dell'insegnamento.
È previsto anche un esame orale nel quale viene chiesto allo studente di presentare i modelli della chimica moderna e di discuterli mediante esempi applicati ai diversi settori dell’ingegneria.
Gli esami orali potrebbero essere svolti in presenza o a distanza a seconda dell'evoluzione della situazione COVID19.
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione: Tramite lezioni in aula ed esercitazioni numeriche guidate lo studente apprende i metodi principali della chimica moderna e acquisisce la capacità di comprendere i modelli di sistemi inorganici di interesse per l'ingegneria del Veicolo.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Tramite le esercitazioni numeriche guidate in aula e le prove in itinere, lo studente è in grado di applicare le conoscenze acquisite per la determinazione di diverse proprietà chimiche e chimico-fisiche della materia (materiali per il Veicolo in primis).
Autonomia di giudizio: Tramite la presentazione di problemi applicati lo studente è in grado di comprendere, discutere criticamente ed esporre i risultati ottenuti e le approssimazioni fatte.
Abilità comunicative: Le discussioni durante le lezioni di svolgimento di problemi numerici permettono di sviluppare la capacità a presentare i dati ottenuti in modo efficace e conciso; di esprimere i concetti appresi con linguaggio appropriato e di sostenere una discussione in merito agli argomenti trattati.
Capacità di apprendimento: le attività descritte consentono allo studente di acquisire gli strumenti metodologici per proseguire gli studi e per potere provvedere autonomamente al proprio aggiornamento.
Capacità di astrazione: I dati sperimentali proposti durante le lezioni teoriche devono essere interpretati e generalizzati dallo studente in modelli astratti.