CHIMICA GENERALE E INORGANICA E LABORATORIO-MOD. 1

L’insegnamento rientra tra le attività formative di base del corso di laurea in Tecnologie per la Conservazione ed il Restauro e si propone di fornire allo studente la conoscenza e la capacità di comprensione dei principali concetti di chimica generale e di stechiometria indispensabili per affrontare al meglio i successivi insegnamenti di chimica del corso di laurea.
Obiettivi formativi di questo modulo del corso sono: 1) introdurre lo studente alla conoscenza della natura del legame chimico, delle sue profonde implicazioni con le proprietà della materia e delle principali teorie sviluppate per decriverlo; 2) sviluppare il concetto di equilibrio chimico dimostrandone l’importanza per interpretare e prevedere gli esiti delle reazioni; 3) fornire tutti gli strumenti per descrivere compiutamente i sistemi acido-base, gli equilibri di precipitazioni e i sistemi eletttrochimici 4) far acquisire allo studente familiarità con i problemi di stechiometria da considerarsi come applicazioni degli argomenti affrontati nella parte teorica del corso.

1. Conoscenza e comprensione.
A) Conoscere le principali teorie riguardanti il legame chimico e comprendere la connessione tra legame chimico e struttura elettronica degli elementi in esso coinvolti.
B) Conoscere le caratteristiche salienti dei sistemi acido-base, dei sistemi implicanti processi di precipitazione-solubilizzazione e dei sistemi elettrochimici.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
A) Saper utilizzare le diverse teorie sul legame chimico per interpretare e spiegare le multiformi e differenti proprietà della materia.
B) Avvelersi del concetto di equilibrio chimico per definire gli esiti di una reazione chimica sia essa una reazione di scambio che una reazione di ossido-riduzione.
C) Saper risolvere problemi stechiometrici riguardanti l’equilibrio chimico in tutte le sue declinazioni.

3. Capacità di giudizio:
A) Saper valutare la consistenza logica dei risultati a cui porta l’applicazione dei concetti e delle leggi chimiche apprese, sia in ambito teorico sia nell’analisi di dati sperimentali.
B) Saper riconoscere eventuali errori tramite un’analisi critica del metodo applicato.

4. Abilità comunicative:
A) Saper comunicare le conoscenze apprese e il risultato della loro applicazione utilizzando una terminologia appropriata sia oralmente che per iscritto.
B) Saper interagire con il docente e con i compagni durante le lezioni in modo da confrontarsi sugli esiti dell’apprendimento.

5. Capacità di apprendimento:
A) Saper prendere appunti, selezionando e raccogliendo le informazioni a seconda della loro importanza e priorità.
B) Saper essere sufficientemente autonomi nella risoluzione di problemi stechiometrici.

Trattandosi del primo insegnamento di Chimica del CdS non sono richiesti particolari prerequisiti

Considerando gli obiettivi formativi e i risultati di apprendimento attesi, descitti nelle precedenti sezioni i contenuti del corso possono essere divisi in due principali sezioni:
Prima sezione - Obiettivi formativi: (1). Risultati di apprendimento attesi: 1A, 2A, 3A,3B 4A, 4B, 5A, 5B).

- Il legame Chimico: un’introduzione al problema
Considerazioni generali. Proprietà atomiche e legami chimici; utilizzo del simbolismo di Lewis per descrivere la struttura molecolare.
- Il legame ionico
Il modello del legame ionico. L’energia reticolare. Tendenze periodiche dell’energia reticolare. Modello del legame ionico e proprietà dei composti ionici
- Il legame covalente
Il modello di legame covalente. Le proprietà del legame covalente. Modello del legame covalente e proprietà dei composti covalenti. Il concetto di elettronegatività
- Il legame metallico
Modelli e proprietà del legame metallico. Proprietà dei cristalli metallici.
- La struttura molecolare
Rappresentazione delle molecole con le strutture di Lewis. Le regola dell’ottetto; La delocalizzzione elettronica ed il concetto di risonanza. Eccezioni alla regola dell’ottetto.
La teoria V.S.E.P.R.. Il concetto di gruppo di elettroni. Geometria di gruppo elettronico e geometria molecolare. Forme molecolari. angolo di legame, lunghezza di legame e polarità molecolare.
- La teoria del legame covalente
La teoria del legame di Valenza. Il concetto di orbitale ibrido. Ibridazione degli orbitali e forma molecolare. Modalità di sovrapposizione degli orbitali. Legami singoli e legami multipli.
- La teoria degli orbitali molecolari
Energia e forma degli orbitali molecolari. Descrizione della molecola di idrogeno e di altre molecole biatomiche. Il concetto di polarità secondo la teoria degli orbitali molecolari
- Le forze intermolecolari
Stati fisici e forza intermolecolari. Forze ione-ione. Forze ione –dipolo. Forze dipolo-dipolo. Il cocetto di polarizzabilità. Le forze di dispersione. Il legame ad idrogeno.

Seconda sezione - Obiettivi formativi: 2), 3), 4). Risultati di apprendimento attesi: 1B, 2B, 3A, 4A, 4B, 5A, 5B).

- L’equilibrio Chimico
L’approccio sperimentale al problema dell’equilibrio chimico. La legge di azione di massa e la costante di equilibrio. Il quoziente di reazione. Correlazione tra Kp e Kc. Perturbazione dell’equilibrio chimico ed il principio di Le Chatelier. L’approccio cinetico al problema dell’equilibrio chimico. L’approccio termodinamico al problema dell’equilibrio chimico. I criteri di spontaneità e l’equilibrio chimico. L’energia libera di Gibbs di reazione e sua correlazione con la costante di equilibrio. Risoluzione di varie tipologie di problemi sull’equilibrio chimico.
- Equilibri acido-base
Definizione di acido base secondo Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis. I sistemi acido base in acqua. Autoionizzazione dell’acqua e la funzione pH. Acidi e basi forti e deboli. La costante di dissociazione acida e basica. Il pH. Calcolo del pH di soluzioni di acidi, basi e sali. Le soluzioni tampone. Gli indicatori acido-base. Risoluzione di varie tipologie di problemi sugli equilibri acido-base.
- Equilibri ionici di composti ionici poco solubili.
Elettroliti forti ed elettroliti deboli. I sali poco solubili. L’espressione del prodotto di solubilità. L’effetto dello ione comune sula solubilità. L’effetto del pH sulla solubilità.
Solubilità ed equilibri di complessazione. Risoluzione di varie tipologie di problemi sugli equilibri riguardanti composti ionici poco solubili.
- Elettrochimica
Le celle galvaniche. Costruzione, funzionamento e rappresentazione schematica di una cella galvanica. Potenziale standard di cella e di semicella. L’elettrodo standard ad idrogeno. La legge di Nernst. Potenziali elettrodici standard. Risoluzione di varie tipologie di problemi sulle celle galvaniche. Le celle elettrolitiche.

Ogni testo di Chimica Generale a livello universitario è accettabile ad integrazione degli appunti di lezione.
Si suggeriscono comunque i seguenti libri testo:
Petrucci,Harwood and Herring "Chimica Generale" Piccin Editore PadovaKotz and Treichel "Chimica" Edizioni EdiSES Napoli;
Kotz and Treichel "Chimica" Edizioni EdiSES Napoli;
Silberberg "Chimica: La natura molecolare della materia e delle sue trasformazioni" Mc Graw Hill Editore
Bandoli, Nicolini e Uguagliati, "Stechiometria con Complementi di Chimica" Edizioni Progetto Padova

Il metodo di verifica dell’apprendimento si articola per quello che riguarda questo modulo del corso, in una prova scritta ed in una orale. Il voto finale terrà conto del voto conseguito in queste due prove e farà media con quello ottenuto dallo studente nell'altro modulo.
La prova scritta consiste in una serie di esercizi, numerici e non, relativi al programma riportato nella sezione contenuti, da risolvere giustificando i metodi utilizzati per la soluzione. Tale prova mira a verificare che lo studente abbia acquisito i concetti presentati durante le lezioni e li sappia applicare con coerenza peri risolvere i problemi. La durata della prova scritta è di due ore Durante ogni prova scritta è consentito soltanto l’uso di una calcolatrice scientifica e della tavola periodica. La prova scritta può essere sostituita dal superamento di due prove scritte intermedie, da svolgersi in itinere previste una verso la metà e l’altra subito alla fine del corso.
La prova orale consiste in una serie di domande riguardanti la parte del programma riportato nella sezione “Contenuti” ed in essa lo studente dovrà dimostrare sia l’apprendimento degli argomenti svolti a lezione sia la capacità di esporli in maniera formale.

L’insegnamento si basa su lezioni frontali con utilizzo di diapositive, accompagnato da esercitazioni numeriche con risoluzione di problemi stechiometrici.
Le diapositive utilzzate durante il corso saranno fornite agli studenti su supporto informatico.

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 e orale

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Cambiamento climatico e energia" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile