Obiettivi Formativi

Fornire conoscenze su: legame chimico e struttura molecolare – relazioni ponderali tra reagenti e prodotti – termodinamica chimica - equilibrio chimico – equilibri ionici in soluzione acquosa – cenni di elettrochimica – meccanismi di reazione e catalisi – Elementi di chimica inorganica ed organica.

Learning Goals

To provide knowledge on: chemical bonding and molecular structure - the relationship between reactants and products - chemical thermodynamics - Chemical balance - balance in the ionic aqueous solution - hints of electrochemical - Reaction mechanisms and catalysis - Elements of inorganic and organic chemistry.

Metodi didattici

Il graduale apprendimento della materia da parte dello studente sarà verificato attraverso domande e colloqui, durante lo svolgimento della lezione. La verifica dell'apprendimento finale della disciplina e l’acquisizione dei relativi CFU avverrà tramite colloquio orale.

Teaching Methods

The student learning will be followed by questions during the development of the course. A monograph (in english) regarding a topic choisen by the student is optional. The final examination is done as an interview with questions concerning the above program

Prerequisiti

La conoscenza della tabella periodica e della nomenclatura inorganica è ritenuta utile per lo studente

Prerequisites

Knowledge of the periodic table and the inorganic nomenclature would be welcome

Verifiche dell'apprendimento

Lezioni frontali con l’ausilio di materiale informatico.

Assessment

Lectures with the help of PC equipment supplied by the teacher.

Programma del Corso

NOZIONI INTRODUTTIVE ELEMENTI DI STRUTTURA ATOMICA SISTEMA PERIODICO DEGLI ELEMENTI LEGAMI CHIMICI e Configurazione sterica di alcune molecole. Relazione qualitativa tra stato fisico e legame chimico. Cenni sulla teoria degli orbitali molecolari. NOMENCLATURA - EQUAZIONI CHIMICHE Reazioni di ossidoriduzione. Relazioni ponderali nelle reazioni chimiche LO STATO GASSOSO - Leggi dello stato gassoso. Distribuzione delle velocità molecolari. Cenni sulla teoria cinetica dei gas. STATO LIQUIDO - Proprietà dei liquidi. Tensione di vapore. Temperatura di ebollizione. Diagramma di stato dell' acqua STATO SOLIDO - Classificazione dei solidi secondo il tipo di legame. Solidi molecolari. Solidi covalenti. Solidi ionici. Solidi metallici SOLUZIONI – Definizione. Solubilità. Concentrazione. Percentuale in peso, molarità, normalità, molalità, frazione molare. Calore di soluzione. Proprietà colligative. Tensione di vapore di miscele di liquidi. Legge di Raoult. Distillazione. Tensione di vapore di soluzioni diluite di soluti non volatili. Ebullioscopia. Crioscopia. Pressione osmotica. Solubilità dei gas nei liquidi: legge di Henry. CENNI DI CINETICA CHIMICA EQUILIBRIO CHIMICO - Equilibrio chimico omogeneo. Legge delle masse. Costante di equilibrio e sua derivazione cinetica. Grado di dissociazione. Relazione tra costante di equilibrio e grado di dissociazione. Influenza della temperatura sulla costante di equilibrio. Isobara di Van't Hoff. Influenza della pressione sulla composizione di un equilibrio gassoso. Principio di Le Chatelier. Equilibri chimici eterogenei e Prodotto di solubilità. CENNI DI TERMODINAMICA CHIMICA: Il primo principio - Entalpia - Termochimica - Legge di Hess- Entalpia di soluzione - Calori latenti - Il Secondo principio - Processi reversibili e irreversibili -Spontaneità di un processo - Entropia - Terzo principio - Entropia nelle reazioni chimiche - Energia libera e spontaneità -Energia libera molare e potenziale chimico - Attività e coefficiente di attività - Variazioni di Energia libera nelle reazioni chimiche e isoterma di van't Hoff ACIDI E BASI Prodotto ionico dell'acqua - il pH – Calcolo della concentrazione idrogenionica e pH delle soluzioni: pH di soluzioni acquose di acidi forti, basi forti, acidi deboli, basi deboli, acidi poliprotici - soluzioni di sali che si idrolizzano - soluzioni tampone - tamponi fosfato - titolazione di un acido forte/base forte - Gli indicatori di pH - costanti apparenti - titolazione acido debole/base forte - elettroliti anfoteri. CENNI DI TERMODINAMICA ELETTROCHIMICA - Convenzione sulle semireazioni redox - Pile: anodo e catodo - Lavoro elettrico - Equazione di Nernst - Potenziali standard di riduzione - Elettrodo standard di idrogeno – Serie elettrochimica - Pile a concentrazione _- Elettrolisi e processi elettrolitici. ELEMENTI DI CHIMICA INORGANICA: Proprietà principali dei gruppi CENNI DI CHIMICA ORGANICA: Idrocarburi saturi ed insaturi - Idrocarburi aromatici - Gruppi funzionali: alcolico, alogenuro, etereo, aldeidico, chetonico, acido, estere, amminico - Carboidrati – Grassi

Course Syllabus

INTRODUCTORY CONCEPTS Notes of the atomic structure PERIODIC SYSTEM OF THE ELEMENTS CHEMICAL BONDS and Steric configuration of some molecules. Qualitative link between the physical state and chemical bonding. - Notes on the theory of molecular orbitals. NOMENCLATURE - CHEMICAL EQUATIONS Redox reactions – Ponderal relations in the chemical reactions THE GASIOSUS STATE– Laws of the gaseous state. Distribution of molecular velocities. Notes on the kinetic theory of gases LIQUID – Properties of liquids. Vapour pressure. Boiling temperature. State diagram of the water SOLID STATE - Classification of solids according to the type of bond. Molecular solids. Covalent solids. Ionic solids. Metal solids SOLUTIONS – Definition. Solubility. Concentration. Weight percentage, molarity, normality, molality, mole fraction. Heat of solution. Colligative property. Vapour pressure of mixtures of liquids. Raoult's Law. Distillation. Vapour pressure of dilute solutions of nonvolatile solutes. Ebullioscopy. Cryoscopy. Osmotic pressure. Solubility of gases in liquids: Henry's law. NOTES OF CHEMICAL KINETICS CHEMICAL BALANCE -Homogeneous chemical equilibrium. Law of the masses. Equilibrium constant and its kinetic derivation. Degree of dissociation. Relation between constant equilibrium and degree of dissociation. Influence of temperature on the equilibrium constant. Van't Hoff isobar. Influence of pressure on the equilibrium composition of a gas. The Principle of Le Chatelier. heterogeneous chemical equilibria and solubility product. NOTES OF CHEMICAL THERMODYNAMICS: The first principle - Enthalpy - Thermochemistry - Hess's Law-Enthalpy of solution- Latent heat - The Second principle - reversible and irreversible processes - Spontaneity of a process - Entropy - Third principle - Entropy in the chemical reactions Free energy and spontaneity - molar free energy and chemical potential - Activity and activity coefficient - Changes in Energy free in chemical reactions and van't Hoff isotherm. ACIDS AND BASES ionic product of water - pH – Calculation of hydrogen ion concentration and pH of the solutions: pH of aqueous solutions of strong acids, strong bases, weak acids, weak bases, polyprotic acids - solutions of salts which hydrolyze - buffers - phosphate buffers- titration - pH indicators NOTES OF ELECTROCHEMICAL THERMODYNAMICS Convention on redox half-reactions - Batteries: anode and cathode - Electrical work – Nernst’s Equation - Reduction standard potential - hydrogen standard electrode - Electrochemistry series - Electrolysis - cells concentration- Electrolysis and electrolytic processes. NOTES OF INORGANIC CHEMISTRY: - General properties of groups NOTES ON ORGANIC CHEMISTRY: Saturated and unsaturated hydrocarbons - Aromatic hydrocarbons - Functional groups: alcohol, halide, ether, aldehyde, ketone, acid, ester, amine - Carbohydrates – Fats