L’insegnamento è composto da due moduli e ha i seguenti obiettivi formativi: - la conoscenza della chimica organica necessaria per lo studio dei materiali a base di carbonio quali i polimeri, ovvero la conoscenza dei composti organici (struttura, nomenclatura, tecniche comuni di caratterizzazione spettroscopica) e della loro reattività con l'interpretazione razionale dei meccanismi di reazione (natura dei reagenti, intermedi, aspetti cinetici e termodinamici, stereochimica); la conoscenza della letteratura scientifica chimica. - la conoscenza di base dei meccanismi di trasporto di quantità di moto, materia e di calore; la capacità di prevederne quantitativamente la velocità e l'entità.

L'obiettivo della prima parte dell’insegnamento è sviluppare nell'allievo l'abilità 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 usare la nomenclatura IUPAC per i composti organici, applicare metodi spettroscopici per l'identificazione di prodotti organici, reperire dati attraverso le fonti della letteratura scientifica. Quindi al termine dell'insegnamento si chiederà allo studente di: - conoscere le classi dei composti organici e la loro nomenclatura IUPAC - conoscere i meccanismi principali delle reazioni chimiche di base - conoscere le spettroscopie e la loro applicabilità per l'identificazione dei composti organici e il controllo delle loro reazioni - conoscere l'organizzazione della letteratura scientifica - aver acquisito manualità in semplici operazioni di laboratorio (preparazione e diluizione di soluzioni, conduzione di analisi spettrocopiche (spettroscopia UV-Vis) La seconda parte dell’insegnamento porta l'allievo a conoscere i meccanismi diffusivi e convettivi del trasporto di proprietà. La trattazione sarà volta a fornire all'allievo la capacità di valutare quantitativamente questi fenomeni. Pertanto al termine dell'insegnamento l'allievo dovrà essere in grado di impostare in modo matematicamente corretto i problemi di scambio di calore, di materia e di quantità di moto, e di risolvere tali problemi per geometrie semplici. Ai fini dell'autonomia di giudizio e della comunicazione tecnica l'allievo deve essere inoltre in grado di - redigere una relazione di laboratorio - consultare la letteratura scientifica - conoscere la terminologia internazionale, in particolare quella inglese. Queste conoscenze e abilità vengono acquisite attraverso le esercitazioni di laboratorio e la preparazione di una ricerca bibliografica semplice.

L'allievo deve conoscere i fondamenti della chimica generale, in particolare i concetti di legami chimici primari e secondari, la stechiometria, gli equilibri chimici, nonché le basi della termodinamica, della fisica e della analisi matematica.

Prima parte: Fondamenti di chimica organica Ibridizzazioni e legami primari del C. 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. Composti organici reattivi in polimerizzazione. Legami secondari dei composti organici: effetto sulle proprietà fisiche e sulla solubilità. Classificazione dei solventi. I tensioattivi. Isomeria dei composti organici: metamerie e stereoisomerie conformazionali, geometriche, ottiche. Stati energetici delle molecole organiche (stabilità, reattività) attraverso la teoria della risonanza: effetti elettronici dei gruppi funzionali organici. Composti acidi e basici secondo Arrehnius, Bronsted-Lowry, Lewis. Equilibrio acido-base nei composti organici. 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 molteplicità. Determinazioni quantitative con tecniche spettroscopiche: legge di Lambert-Beer, metodi della retta di taratura, metodo delle aggiunte standard. Utilizzo delle spettroscopie per il monitoraggio della cinetica di una reazione. 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. Cenni sulla reazione di polimerizzazione radicalica e relativo meccanismo (a completare la spiegazione sul meccanismo delle addizioni radicaliche). Reazioni di sostituzione: sostituzioni elettrofile aromatiche, sostituzioni con meccanismo radicalico su idrocarburi saturi, sostituzioni nucleofile alifatiche con meccanismi Sn1 e Sn2, sostituzioni nucleofile aciliche. Eliminazioni unimolecolari e bimolecolari. La letteratura scientifica: sorgenti primarie e secondarie, cenni di ricerca bibliografica. Seconda parte: Fenomeni di trasporto e sicurezza Bilanci di proprietà globali e locali Trasporto di energia: Conduzione, legge di Fourier e conducibilità termica; Convezione, proprietà dei fluidi, interazioni fluido-parete, legge di Newton, coefficienti di scambio; Irraggiamento, interazione radiazione-superfici, scambio di energia tra corpi neri e grigi, fattori di forma. Trasporto di quantità di moto: trasporto molecolare e legge di Newton; Viscosità nel caso di fluidi Newtoniani e non Newtoniani: gas, liquidi (polimerici e non), sospensioni ed emulsioni; trasporto per convezione; interazioni fluido-parete; definizione di coefficiente di attrito; Problemi di trasporto di quantità di moto per geometrie semplici; Impostazione generale delle equazioni di trasporto. Trasporto di materia: Convezione, diffusione e legge di Fick; Problemi di trasporto di materia in geometrie semplici; Impostazione generale delle equazioni di trasporto; Diffusione in mezzi eterogenei e porosi; Modelli semplificati per il trasferimento di materia interfacciale.

Il modulo di Fenomeni di trasporto e sicurezza si articola in lezioni (in aula) ed esercitazioni di calcolo in cui verranno applicati i concetti visti a lezione. Si prevede inoltre l'assegnazione, con cadenza settimanale, di esercizi da svolgere a casa e finalizzati alla verifica dei concetti esposti a lezione.

R.B. Bird, W.E. Stewart and E.N. Lightfoot, Transport Phenomena, 2nd edition, Wiley, 2002.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Prova scritta tramite l'utilizzo di vLAIB e piattaforma di ateneo;

Qualora non fosse possibile svolgere l'esame in presenza, l'esame di fenomeni di trasporto consisterà di una prova scritta utilizzando la piattaforma Exams e un colloquio obbligatorio. La prova scritta sarà così strutturata: 10 quesiti di teoria a risposta multipla, 3 quesiti di tipo numerico. La durata della prova scritta è di 1 ora. Per la prova scritta non è consentito l'uso di appunti o libri. Nel caso di valutazione sufficiente della prova scritta (>=18/30), è possibile accedere al colloquio che verterà ad accertare la conoscenza degli aspetti teorici affrontati a lezione. Il voto di fenomeni di trasporto sarà la media aritmetica delle due parti (scritto e orale). Il voto complessivo è la media pesata delle valutazioni ottenute per le due parti del corso (50% per la parte di Chimica Organica e 50% per la parte di Fenomeni di Trasporto e Sicurezza).

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Prova scritta tramite l'utilizzo di vLAIB e piattaforma di ateneo;

Nel caso in cui fosse possibile svolgere l'esame in presenza, la prova relativa ai fenomeni di trasporto e alla sicurezza consiste invece nella risoluzione di tre esercizi applicativi della teoria (durata 2 ore). Per la prova scritta non è consentito l'uso di appunti o libri. Nel caso di valutazione sufficiente (>=18/30), è possibile accedere alla prova orale (facoltativa) che verterà ad accertare la conoscenza degli aspetti teorici affrontati a lezione. Il voto di fenomeni di trasporto sarà la media aritmetica delle due parti (scritto e orale). Qualora non fosse possibile svolgere l'esame in presenza, l'esame di fenomeni di trasporto consisterà di una prova scritta utilizzando la piattaforma Exams e un colloquio obbligatorio. La prova scritta sarà così strutturata: 10 quesiti di teoria a risposta multipla, 3 quesiti di tipo numerico. La durata della prova scritta è di 1 ora. Per la prova scritta non è consentito l'uso di appunti o libri. Nel caso di valutazione sufficiente della prova scritta (>=18/30), è possibile accedere al colloquio (obbligatorio) che verterà ad accertare la conoscenza degli aspetti teorici affrontati a lezione. Il voto di fenomeni di trasporto sarà la media aritmetica delle due parti (scritto e orale). Il voto complessivo è la media pesata delle valutazioni ottenute per le due parti del corso (50% per la parte di Chimica Organica e 50% per la parte di Fenomeni di Trasporto e Sicurezza).