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Politecnico di Torino
Anno Accademico 2011/12
03NHTLS
Chimica II e sicurezza
Corso di Laurea in Ingegneria Dei Materiali - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Bongiovanni Roberta Maria ORARIO RICEVIMENTO PO CHEM-06/A 48 8 4 0 4
Demichela Micaela ORARIO RICEVIMENTO O2 ICHI-01/C 24 6 0 0 3
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
CHIM/07
ING-IND/27
5
3
C - Affini o integrative
F - Altre attivitā (art. 10)
Attivitā formative affini o integrative
Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro
Presentazione
Il corso, rivolto agli studenti della Laurea in Ingegneria dei Materiali č composto da due moduli e ha due obiettivi formativi :
- la conoscenza della chimica organica di base, attraverso lo studio dei composti organici e della loro reattivitā e l'interpretazione razionale dei meccanismi di reazione
- la percezione dei rischi connessi con l'utilizzo delle sostanze chimiche e del loro utilizzo in laboratorio e nell'industria
Risultati di apprendimento attesi
L'obiettivo della prima parte del corso č sviluppare nell'allievo l'abilitā di riconoscere le principali classi di composti organici e le principali reazioni chimiche, interpretandole attraverso i meccanismi di reazione. L'allievo deve anche rendersi capace di indicare metodi spettroscopici per l'identificazione di prodotti organici, di usare la nomenclatura IUPAC per i composti organici, di reperire dati attraverso le fonti della letteratura scientifica.
Quindi al termine dell'insegnamento si chiederā allo studente di:
- conoscere le classi dei composti organici e la loro nomenclatura IUPAC
- conoscere i meccanismi principali delle reazioni chimiche
- conoscere le spettroscopie e la loro applicabilitā per l'identificazione dei composti organici e il controllo delle loro reazioni
- conoscere l'organizzazione della letteratura scientifica
- aver acquisito manualitā in semplici operazioni di laboratorio (preparazione e diluizione di soluzioni, conduzione di analisi spettrocopiche (spettroscopia UV-Vis)

Nella seconda parte del corso l'obiettivo sarā di sviluppare la capacitā di riconoscere la pericolositā delle sostanze e delle operazioni di laboratorio e di valutarne i rischi e le misure di prevenzione e protezione.

Ai fini dell'autonomia di giudizio e della comunicazione tecnica l'allievo deve essere in grado di
- redigere una relazione di laboratorio
- consultare la letteratura scientifica
- conoscere la terminologia internazionale, in particolare quella inglese.
Queste conoscenze e abilitā vengono acquisite attraverso le esercitazioni di laboratorio e la preparazione di una semplice ricerca bibliografica.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
L'allievo deve conoscere i fondamenti della chimica generale (la struttura dell'atomo, il legame chimico, le proprietā periodiche degli elementi, la stechiometria, la termochimica, la cinetica chimica).
Programma
Ibridizzazioni e legami primari del C. Legami secondari dei composti organici: effetto sulle proprietā fisiche e sulla solubilitā. Classificazione dei solventi ( lezioni 2 ore)
I composti organici di base e relativa nomenclatura essenziale. I composti eterociclici. Composti derivati: classificazione delle principali famiglie di composti contenenti ossigeno e di composti contenenti azoto. Regole principali di nomenclatura IUPAC sostitutiva. (lezioni 6 ore)
Isomeria dei composti organici: metamerie e stereoisomerie conformazionali, geometriche, ottiche. (lezioni e esercitazioni 6 ore)
Stati energetici delle molecole organiche (stabilitā, reattivitā) attraverso la teoria della risonanza. Effetti elettronici dei gruppi funzionali organici. Composti acidi e basici secondo Arrehnius, Bronsted-Lowry, Lewis. Equilibrio acido-base e forza degli acidi: idrocarburi, acidi carbossilici, alcoli, fenoli. (lezioni ed esercitazioni 4 ore)
Stati energetici delle molecole, transizioni elettroniche, vibrazionali, magnetiche, energie relative e relazione con le energie delle radiazioni dello spettro elettromagnetico. Spettroscopie di assorbimento. Determinazioni quantitative con tecniche spettroscopiche: legge di Lambert-Beer. Metodi della retta di taratura, metodo delle aggiunte standard. Elementi di spettroscopia UV-visibile: transizioni elettroniche tipiche, gruppi cromofori e batocromici, il colore. Elementi di spettroscopia infrarossa: cenni ai fenomeni fisici a base della tecnica analitica, modi di risonanza ( stretching, bending). Elementi di spettroscopia di risonanza magnetica nucleare NMR: cenni ai fenomeni fisici a base della tecnica analitica, chemical shifts, regole per la previsioni dei segnali di risonanza e della loro molteplicitā. Utilizzo delle spettroscopie per il monitoraggio della cinetica di una reazione. (lezioni, esercitazioni numeriche e sperimentali 8 ore)
Reazioni chimiche dei composti organici: classificazione secondo esito e secondo meccanismo di reazione.Reazioni di addizione con meccanismo radicalico, reazioni di addizione con meccanismo elettrofilo, addizioni nucleofile al carbonile Sostituzione elettrofila aromatica, Sostituzione con meccanismo radicalico su idrocarburi saturi. Sostituzione nucleofila alifatica con meccanismi Sn1 e Sn2. Eliminazioni unimolecolari e bimolecolari. Sostituzione nucleofila acilica con meccanismo tetraedrico e sua catalisi acida. (lezioni e esercitazioni 21 ore)
La letteratura scientifica: sorgenti primarie (i giornali, i brevetti) e secondarie (Current Contents, Chemical Titles, Chemical Abstracts, Beilstein, PubMed e altri compendi, reviews, monografie). Cenni di ricerca bibliografica. (lezione 1 ore)
Classificazione delle sostanze chimiche in base alla loro pericolositā. Etichettatura. Il Regolamento REACH (6 ore). Gas vapori e polveri a rischio di esplosione e incendio (6 h). La sicurezza in laboratorio. Rischi chimici e rischi fisici (10 ore). La valutazione del rischio chimico (4 h). Misure di prevenzione e protezione (4 h).
Organizzazione dell'insegnamento
La trattazione teorica sarā integrata da esercitazioni in aula, con esercizi sull'identificazione dei composti organici, la loro nomenclatura, i loro spettri (UV, IR e NMR) e con problemi sulle reazioni chimiche e i loro meccanismi. Sono previste delle esercitazioni di laboratorio, in cui gli allievi a piccoli gruppi, si applicano in modo diretto all'esecuzione di esperienze qualitative e quantitative di facili sintesi, di polarimetria (composti chirali), di spettrofotometria UV.
Gli studenti eseguiranno anche una piccola ricerca bibliografica.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
Attraverso il Portale della Didattica saranno messe a disposizione degli studenti delle dispense riguardanti tutti gli argomenti del corso.
I testi di riferimento consigliati sono:
W.H. Brown, Introduzione alla chimica organica, III edizione, Edises, Napoli, 2005.
W.H.Brown Guida alla risoluzione dei problemi da Introduzione alla chimica organica, III edizione, Edises, Napoli 2006
I testi per approfondimenti sono:
W. H. Brown, C.S. Foote, B.L. Iverson Chimica organica, III edizione, Edises, Napoli 2006
R.T.Morrison, R.N. Boyd Chimica Organica CEA, VI edizione, Milano, 1997
M.B. Smith J. March, March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms and Structure , V Edizione, J.Wiley, New York, 2001
Criteri, regole e procedure per l'esame
La verifica consta di una prova scritta che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilitā attese, integrata dalla valutazione degli elaborati relativi alle esercitazioni di laboratorio e dalla valutazione di una piccola ricerca bibliografica.
Per la prova scritta non č consentito l'uso di appunti o libri.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2011/12
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