Scopi

Il corso si propone di fornire le basi necessarie per l'interpretazione dei fenomeni chimici, per la conoscenza della struttura e delle proprietà dei solidi cristallini e per la comprensione ed il calcolo dei fenomeni energetici relativi a sistemi chimici ed elettrochimici.

Per seguire con profitto il corso sono richieste le nozioni di base relative alle leggi generali della chimica, alla simbologia di elementi e composti, alla più semplice nomenclatura inorganica ed organica, al bilanciamento delle reazioni elementari e alla stechiometria.

Programma del Corso

1. Struttura dell'atomo
   L'atomo di idrogeno. Numeri quantici ed orbitali atomici e molecolari. Configurazioni elettroniche degli elementi.
2. Classificazione degli elementi e tavola periodica
   Periodicità delle proprietà chimiche degli elementi. Caratteristiche e reazioni dei principali composti chimici.
3. Legame chimico
   Il legame ionico, covalente, metallico e i legami intermolecolari. Ibridazione. Risonanza. Energia di ionizzazione. Elettronegatività e polarità di legame. Stato di ossidazione degli elementi e principali reazioni redox.
4. Stato gassoso
   Leggi dei gas ideali. Equazione di stato dei gas ideali. Equazione di Van der Waals. Liquefazione dei gas reali e curve di Andrews.
5. Termochimica
   Entalpia di reazione. Leggi di Hess e di Kirchoff.
6. Cinetica chimica e catalisi
   Velocità e ordine di reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione. Catalisi e catalizzatori
7. Equilibrio chimico
   Legge di azione di massa. Equilibri chimici omogenei ed eterogenei. Principio di Le Chatelier.
8. Stato liquido
   Soluzioni e modi di esprimere la loro concentrazione. Dissociazione elettrolitica e grado di ionizzazione. Proprietà colligative di soluzioni di non elettroliti e di elettroliti. Definizione di Acido e Base (Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis). Legge della diluizione di Ostwald. Prodotto ionico dell'acqua. pH e pOH. Idrolisi. Elettroliti anfoteri.
9. Elettrochimica
   Celle elettrochimiche. Potenziali normali di ossidoriduzione. Equazione di Nernst. Forza elettromotrice di una pila. Elettrolisi e leggi di Faraday. Cenni sulla corrosione dei materiali metallici.
10. Stato Solido
    La diffrazione dei raggi X. Struttura e proprietà dei solidi cristallini. Celle elementari e reticoli cristallini. Classificazione dei solidi.
11. Chimica Organica
    Nomenclatura e proprietà dei principali composti organici. I gruppi funzionali più comuni. Isomeria. Cenni sui materiali polimerici.

Tutoraggio

Sono previste 24 ore totali di tutoraggio in aula, ripartite in 12 lezioni di 2 ore ciascuna, dedicate all'approfondimento di alcuni degli argomenti del corso.

1. Cenni di nomenclatura inorganica
2. Concetti di PA, PM, PE, g atomo, g mole e g equivalente
3. Reazioni chimiche e loro bilanciamento
4. Relazioni ponderali e volumetriche nelle reazioni chimiche
5. Leggi dei gas
6. Equilibri chimici
7. Le proprietà colligative delle soluzioni
8. Soluzioni di elettroliti. Equilibri ionici e pH
9. Potenziali di elettrodo e forza elettromotrice delle pile
10. Elettrolisi
11. Cenni di termochimica
12. Cenni di nomenclatura organica

TESTO DI STUDIO CONSIGLIATO:

• A.M.Manotti, A.Tiripicchio, Fondamenti di chimica, Editrice Ambrosiana, Milano.

TESTO DI PREPARAZIONE ALL'ESAME CONSIGLIATO:

• A. Delmastro, S. Ronchetti, Quesiti di Chimica, Risolti e commentati, Ed. Esculapio, Bologna.

Dispensa ipertestuale di chimica

Nell'anno accademico 1999/2000 è stato sviluppato presso il CeTeM del materiale didattico appositamente studiato per le esigenze del Diploma a Distanza.
Questo materiale è liberamente distribuito in formato .pdf ed è utilizzabile da tutti gli studenti del corso.
Non ne è consentita la distribuzione e la copia per altri usi che non siano quelli didattici.

Prima di iniziare

In ogni unità procedi cosí:

• Considera le conoscenze e le abilità necessarie per comprendere i contenuti (PRE-CONOSCENZE); se qualche argomento non ti fosse chiaro, rivedilo prima di procedere.
• Metti alla prova le tue conoscenze e le tue abilità pratiche risolvendo un esercizio preliminare (PRE-TEST); se incontri delle difficoltà, lascia l'esercizio da parte e riprendilo dopo aver concluso il lavoro sull'Unità.
• Metti a fuoco le conoscenze e le abilità che dovresti acquisire nell'unità (OBIETTIVI).
• Procedi nel testo, svolgendo gli esercizi a mano a mano che si presentano (ESERCIZI SVOLTI); i collegamenti presenti nel testo ti aiutano a collegare i diversi argomenti (minuscolo) e ti forniscono le definizioni delle parole-chiave (MAIUSCOLO).
• Verifica di aver assimilato i contenuti dell'unità (VERIFICA SE HAI CAPITO) e valuta l'effettiva realizzazione degli obiettivi iniziali; rivedi eventuali punti non del tutto chiari.
• Quando ti sembra di avere assimilato bene l'Unità passa agli esercizi finali.

Come usare il materiale

Potete visualizzarlo direttamente dalla rete se il vostro browser (consigliati Internet Explorer 4.x e succ., Netscape Navigator 4.5 e suc.) dispone dell'apposito plug-in.
Potete anche copiare tutti i file e metterli tutti assieme in una directory sul vostro disco rigido, per visualizzarli occorre comunque il reader Acrobat ©.

• DISPENSE IPERTESTUALI DI CHIMICA (Versione 1 07/03/2000) ( 109 KB)

In caso di problemi collegatevi direttamente alla directory contenente i file.

Ringraziamenti

Hanno collaborato alla realizzazione di questo corso: Claude Martin, Luciana Ruatta, Marco Giovinetto, Roberto Bertonasco, Olga Sesia.
Si ringrazia il prof. Ezio Roletto, Dip. di Chimica Analitica, Università di Torino, per i preziosi consigli.

Per suggerimenti o segnalazioni inerenti il percorso contattare corsiadistanza@polito.it

Presso il sito web della casa editrice Esculapio è possibile accedere al repertorio "Appunti di Chimica, Prof. Delmastro", seguendo la procedura indicata dopo aver effettuato la registrazione.

Videocorso utilizzato: Chimica

• Prof.ssa Anna Maria Manotti Lanfredi

• [1.] Struttura atomica: particelle fondamentali dell'atomo
• [2.] Struttura atomica: spettri atomici e teoria quantica
• [3.] Struttura atomica: meccanica quantistica e numeri quantici
• [4.] Struttura atomica: strutture elettroniche degli atomi polielettronici
• [5.] Struttura atomica: proprietà periodiche. Esercitazione numerica sul concetto di mole
• [6.] Legame chimico: legame ionico e legame covalente (teoria VB)
• [7.] Legame chimico: regola dell'ottetto, risonanza e legame covalente polare
• [8.] Geometria molecolare
• [9.] Forze di legami intermolecolari
• [10.] Legame metallico. Conduttori. Isolanti. Semiconduttori
• [11.] Nomenclatura dei composti inorganici
• [12.] Reazioni di salificazione, di scambio e di ossido-riduzione (redox)
• [13.] Agenti ossidanti e riducenti più comuni. Bilancio delle reazioni di redox
• [14.] Termochimica: 1¿ principio della termodinamica e calori di reazione
• [15.] Termochimica: legge di Hess, entalpie standard di formazione e stechiometria
• [16.] Lo stato gassoso: leggi dei gas ideali e delle miscele gassose con applicazioni
• [17.] Lo stato gassoso: teoria cinetica e legge della diffusione dei gas con applicazioni. Gas reali
• [18.] Lo stato liquido: tensione di vapore, transizioni e diagrammi di fase (H2O e CO2). Fluidi supercritici (cenni)
• [19.] Lo stato solido: reticoli cristallini, tipi di celle elementari e di impacchettamento
• [20.] Lo stato solido: solidi ionici, covalenti, metallici e molecolari. Polimorfismo. Cristalli liquidi
• [21.] Soluzioni: tipi di soluzioni e loro concentrazioni. Solubilità dei gas
• [22.] Soluzioni: proprietà colligative
• [23.] Cinetica chimica: leggi cinetiche ed influenza delle radiazioni
• [24.] Cinetica chimica: influenza della temperatura e dei catalizzatori
• [25.] Equilibrio chimico: costanti di equilibrio e loro utilizzo
• [26.] Equilibrio chimico: equilibri omogenei ed eterogenei. Spostamento dell'equilibrio
• [27.] Acidi e basi: loro natura e misura della loro forza
• [28.] Acidi e basi: scala di pH e determinazione del pH. Idrolisi. Equilibri di solubilità
• [29.] Elementi di elettrodinamica: secondo e terzo principio della termodinamica. Criterio di spontaneità di un processo
• [30.] Elementi di elettrodinamica: energia libera di Gibbs e sua variazione in un processo. Energia libera e costante di equilibrio
• [31.] Elettrochimica: elettrolisi e sue applicazioni. Leggi di Faraday
• [32.] Elettrochimica: Pila Daniell e stechiometria dei processi galvanici. Lavoro chimico e lavoro elettrico
• [33.] Elettrochimica: potenziali di elettrodo e forza elettromotrice della pila
• [34.] Applicazioni dei potenziali di elettrodo
• [35.] Celle galvaniche di importanza commerciale

È disponibile la seguente simulazione d'esame (anno accademico 2008/2009) in formato PDF:

• Traccia ( 902 KB)
• Soluzione ( 98 KB)

L'esame è costituito da una prova scritta obbligatoria e da una prova orale facoltativa.
La prova scritta avrà durata di un'ora e mezza e consisterà in 24 quesiti a risposta multipla o aperta: 21 di natura teorica e 3 che richiedono l'impostazione di un calcolo, a cui sarà riconosciuto un punteggio maggiorato.

La risposta errata comporta l'assegnazione di una penalità variabile, mentre l'assenza di risposta non viene penalizzata. Durante l'esecuzione della prova scritta gli studenti potranno avere con sé unicamente una calcolatrice tascabile e quanto necessario per scrivere.