CHIMICA GENERALE E INORGANICA E LABORATORIO

L’insegnamento è una delle attività formative di base del corso di laurea in Scienze Ambientali, e consente
allo studente di acquisire la conoscenza e la comprensione dei principali concetti della chimica, bagaglio culturale fondamentale in ambito scientifico.
Obiettivi formativi dell’insegnamento sono: 1) conoscere le leggi che governano la chimica generale e le reazioni chimiche; 2) conoscere la nomenclatura chimica; 3) sviluppare la capacità di risolvere problemi di chimica generale (stechiometria);4) favorire e stimolare l’utilizzo di un ragionamento logico e deduttivo nella risoluzione di detti problemi, approccio di importanza fondamentale per affrontare qualsiasi problema in ambito scientifico; 4) sviluppare la capacità di esporre concetti e ragionamenti scientifici in maniera formale, sia oralmente sia mediante scrittura.

1. Conoscenza e comprensione
i) Conoscere la nomenclatura chimica.
ii) Conoscere le principali leggi e i principali concetti della chimica generale.
iii) Conoscere le metodologie di approccio per la risoluzione dei problemi di chimica.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
i) Saper scrivere la formula chimica di un materiale inorganico e/o assegnare il nome ad un composto chimico dalla formula chimica.
ii) Saper utilizzare le leggi e i concetti appresi per risolvere problemi teorici e pratici.
3. Capacità di giudizio
Saper valutare la consistenza logica dei risultati a cui porta l’applicazione delle leggi apprese, sia in ambito
teorico sia nella risoluzione di problemi di stechiometria.
4. Abilità comunicative
i) Saper comunicare le conoscenze apprese e il risultato della loro applicazione utilizzando una terminologia appropriata, sia in ambito orale sia scritto.
ii) Saper interagire con il docente e con i compagni in modo rispettoso e costruttivo.
5. Capacità di apprendimento
i) Saper prendere appunti, selezionando e raccogliendo le informazioni a seconda della loro importanza e priorità.
ii) Saper integrare i concetti e gli esempi raccolti con gli appunti personali con i file forniti dal docente e con i libri.

Avere raggiunto gli obiettivi formativi di ISTITUZIONI DI MATEMATICA CON ESERCITAZIONI – 1, possibilmente (ma
non necessariamente) avendo superato l’esame di tale insegnamento. In particolare è opportuno che gli/le studenti abbiano una conoscenza di base di matematica ed algebra (equazioni di primo e di secondo grado, logaritmi ed esponenziali).

-La struttura atomica della materia. Elettrone, protone, neutrone. Numero atomico e di massa. Isotopi. L’unità di massa atomica. Massa molecolare. Mole e Numero di Avogadro. Massa molare.
-Le reazioni chimiche. Elementi e composti. Simboli e le formule chimiche. Il numero di ossidazione. Le reazioni chimiche. Leggi di conservazione della massa e della carica. Il bilanciamento delle reazioni. Reazioni di ossidoriduzione.
-Nomenclatura chimica inorganica(nomenclatura IUPAC e tradizionale).
-Il nucleo atomico. Nuclidi stabili e radionuclidi. I processi di decadimento radioattivo.
La struttura elettronica degli atomi. Effetto fotoelettrico. Natura ondulatoria e corpuscolare della radiazione elettromagnetica. Equazione di Schrödinger per l’atomo di H. I numeri quantici. Gli orbitali atomici. Livelli energetici negli atomi polielettronici. Il principio di esclusione di Pauli e la regola di Hund. Le configurazioni elettroniche degli atomi nello stato fondamentale (Aufbau).
-La classificazione periodica degli elementi. Tavola Periodica. Periodi e gruppi. Le proprietà periodiche degli elementi. La carica nucleare efficace. Raggi atomici e ionici. Energia di ionizzazione. Affinità elettronica. Elettronegatività.
-Il legame chimico. Energia di legame, lunghezza e angolo di legame. Legame ionico e covalente. La teoria VB. Legami σ e π. Stati di valenza di alcuni elementi del secondo e del terzo periodo. Ibridazione: orbitali ibridi. Geometria molecolare. La risonanza. La teoria MO. Il metodo LCAO: formazione di orbitali molecolari di legame e di antilegame dalla combinazione di orbitali atomici. Ordine di legame. La polarità del legame chimico. Il momento dipolare. Molecole polari e apolari. Carattere ionico del legame. Il legame a idrogeno. Interazioni ione-dipolo e di Van der Waals. Forze di London.
-Gli stati di aggregazione della materia. Stato solido, liquido e gassoso. Le leggi dei gas: legge di Boyle, leggi di Gay Lussac e legge di Avogadro. L’equazione di stato dei gas ideali. La legge di Dalton per le miscele gassose. Definizione di pressione parziale. I gas reali. Cenni di teoria cinetica dei gas. Energia cinetica media di un gas. Le soluzioni: molarità, molalità, frazione molare.
-Principi di termodinamica. Definizione di sistema. Variabili di stato. Il primo principio della termodinamica. L’energia interna (E). Entalpia (H). Reazioni eso- ed endotermiche. Il secondo principio della termodinamica. Energia libera di Gibbs (G). Criteri di spontaneità di una reazione.
-L’equilibrio chimico. L’equilibrio chimico. La costante di equilibrio Kc e Kp equilibri omogenei in fase gassosa ed eterogenei. Il principio dell’equilibrio mobile o di Le Chatelier. Fattori che influenzano l’equilibrio chimico.
-Gli equilibri ionici in soluzione acquosa. L’autoprotolisi dell’acqua. Soluzioni acide, basiche e neutre; pH. Acidi e basi e loro forza. Acidi forti. Acidi deboli: Ka. Basi forti. Basi deboli: Kb. Idrolisi di sali. Il calcolo del pH: soluzioni di un acido forte e base forte; di un acido debole e base debole monoprotici e sali. Le reazioni di neutralizzazione di un acido forte con una base forte. Le soluzioni tampone: equazione di Henderson-Hasselbalch. Equilibri di solubilità. Effetto ione comune.
-Equilibri tra fasi diverse. Tensione di vapore. Il diagramma di stato dell’acqua e della CO2. Soluzioni ideali di due componenti. La pressione di vapore di una soluzione. La legge di Raoult. Le soluzioni reali, azeotropo. Solubilità di gas nei liquidi: la legge di Henry. Le proprietà colligative.
-Elettrochimica. Celle galvaniche ed elettrolitiche. Pila. Forza elettromotrice e potenziale di un semielemento: equazione di Nernst. Potenziali standard di riduzione. Il potere ossidante/riducente delle coppie redox.

R.Chang,K.Goldsby - Fondamenti di Chimica Generale - McGraw Hill Education - Milano.
P. Silvestroni - Fondamenti di Chimica - Veschi Roma.
A.Peloso - Problemi di Chimica generale - Libreria Cortina Padova
Appunti di lezione.
Slides di lezione

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova scritta e/o una prova orale. La prova scritta consiste in due domande di teoria e due esercizi di stechiometria (8 punti per ciascuna domanda e 8 punti per ciascun problema) da svolgere in tre ore. La prova scritta può essere sostituita dalla prova orale. Potranno sostenere la prova orale anche gli/le studenti che avranno ottenuto un punteggio alla prova scritta di 16-17/30 per poter eventualmente superare l'esame. Gli/le studenti che si sono presentati alla prova scritta e che hanno ottenuto un punteggio inferiore a 16/30 non possono sostenere la prova orale nella stessa sessione. Durante la prova scritta non è ammesso l'uso di libri, appunti, supporti elettronici. La prova orale consta in tre domande una delle quali è la risoluzione di un problema di stechiometria (circa 45 minuti di esame).

L’insegnamento è organizzato in lezioni frontali comprensive di esercitazioni con risoluzione di problemi.
Nella piattaforma “moodle” di Ateneo è presente e scaricabile il materiale didattico proiettato in aula durante le lezioni ed alcuni esercizi modello per la preparazione dell’esame scritto e qualche test di prova scritta di esame.

Italiano

Accessibilità, Disabilità e Inclusione

Accomodamenti e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento:

Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di accomodamento disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessita di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA disabilita@unive.it.

scritto

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale umano, salute, educazione" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile