Obiettivi Formativi

OF 1 (Conoscenza e comprensione): Far acquisire un’adeguata conoscenza e comprensione dei fondamenti chimici delle tecnologie da un punto di visto sia descrittivo che quantitativo con riferimento alle proprietà fisiche e chimiche della materia ed alla sua struttura nei diversi stati di aggregazione e degli equilibri, in particolare in soluzione. Fornire conoscenze di base sui principali composti organici di interesse biologico. Tutti gli argomenti sono affrontati sia teoricamente che numericamente con esercizi volti a risolvere problemi pratici. OF 2 (Capacità di applicare conoscenza e comprensione): Far sviluppare la capacità di applicare in maniera autonoma le nozioni teoriche acquisite, per impostare, analizzare e risolvere problemi attinenti i settori dell’ingegneria sapendo interpretare i fenomeni chimici e sapendo utilizzare le leggi che li governano. OF 3 (Autonomia di giudizio): Far acquisire la capacità di individuare autonomamente gli strumenti e le fonti di dati necessarie all'analisi, alla comprensione e alla risoluzione dei problemi pertinenti l'insegnamento anche attraverso l'integrazione delle conoscenze acquisite con appropriate indagini bibliografiche tali da consentire un confronto critico tra le diverse soluzioni possibili. Alla fine del corso gli studenti dovranno essere, inoltre, in grado di saper effettuare un confronto critico tra diverse possibili soluzioni attinenti all’interpretazione e al bilanciamento stechiometrico di reazioni chimiche, riconoscere i gruppi funzionali che caratterizzano i principali composti organici di interesse biologico ed altri argomenti del programma del corso. OF 4 (Abilità comunicative): Far acquisire la capacità comunicare le conoscenze acquisite in maniera critica adoperando un linguaggio tecnico ed un approccio metodologico adeguati alla disciplina. OF 5 (Capacità di apprendimento): Acquisire un metodo di studio individuale adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze e ad affrontare ulteriori tematiche avanzate o settoriali.

Learning Goals

OF 1 (Knowledge and understanding): To provide skills and knowledge on the fundamentals of chemistry for engineers comprising chemical and physical properties of the matter, its structure in the various states of aggregation and equilibria, in particular in solution. To provide basic knowledge on the main organic compounds of biological interest. All the topics are approached both theoretically and numerically exercises aimed at solving practical issues OF 2 (Ability to apply knowledge and understanding): To develop the ability to independently apply the theoretical notions acquired, to set up, analyze and solve problems relating to the sectors of engineering knowing how to interpret chemical phenomena and knowing how to use the laws that govern them. OF 3 (Autonomy of judgment): To develop the ability to independently identify the tools and data sources, including appropriate bibliographic tools, necessary for the analysis and resolution of practical issues related to the course and a critical oriented analytical thought. Students must also be able to make a critical comparison between various possible solutions relating to the interpretation and stoichiometric balancing of chemical reactions, recognize the functional groups that characterize the main organic compounds of biological interest and others topics of the course program. OF 4 (Communication skills): To acquire the ability to communicate the knowledge acquired critically using a technical language and a methodological approach appropriate to the discipline OF 5 (Learning skills): To acquire an individual study method suitable to allow the deepening of knowledge and to face further advanced or sectoral topics

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula. Esercitazioni in laboratorio.

Teaching Methods

Lectures and exercises in the classroom. Practical based lessons in laboratory.

Prerequisiti

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

Prerequisites

Basic knowledge of general chemistry's laws, the symbols of elements and compounds, the simplest nomenclature both organic and inorganic, the balancing of elementary reactions

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento prevede verifiche in itinere ed un esame finale. Le verifiche in itinere vertono su esercizi sugli argomenti del programma, e sono finalizzate ad accertare le conoscenze acquisite e le capacità di applicarle in maniera critica utilizzando linguaggi tecnici appropriati. Le verifiche in itinere sono almeno due con valutazione in trentesimi durante tutto il corso. L’esame finale consiste in una prova scritta e una prova orale. Sono esonerati dalla prova scritta gli studenti che hanno ricevuto una valutazione media maggiore o uguale a 18/30 nelle verifiche in itinere

Assessment

The final examination consists of intermediate checks and a final examination. Intermediate checks during the course (at least two) with assessment that provide for the resolution of exercises and questions in writing. The final exam consists of a written test and a final oral test on the topics of the program aimed at ascertaining the knowledge acquired and the ability to apply them critically using an appropriate technical language and methodological approach. Students who received an average rating of 18/30 or more in the ongoing examinations are exempted from the written test.

Programma del Corso

L'ATOMO. Origine della teoria atomica. La teoria quantistica. La meccanica ondulatoria. I numeri quantici. Le strutture elettroniche degli atomi e classificazione periodica degli elementi. IL LEGAME CHIMICO. Formule di Lewis. Elettronegatività. Legami chimici: covalente, ionico. Risonanza. Orbitali delocalizzati. Legame idrogeno. LE REAZIONI CHIMICHE. Valenza. Numero d’ossidazione. Nomenclatura dei composti chimici. Reazioni chimiche. Reazioni redox. Relazioni ponderali nelle reazioni chimiche. STATO SOLIDO. Concetti di base. STATO GASSOSO. Lo stato gassoso. Leggi dello stato gassoso. L'equazione generale dei gas ideali. SOLUZIONI. Solubilità. Concentrazione delle soluzioni. Soluzioni ideali. Legge di Raoult. Tensione di vapore. Le proprietà colligative. Soluzioni elettrolitiche. EQUILIBRIO CHIMICO. Legge dell’equilibrio chimico. Equilibri in soluzione. Prodotto ionico dell’acqua. Acidi e basi. pH. Calcolo del pH. Soluzioni tampone. CINETICA CHIMICA. Velocità di reazione. Variabili che influenzano la velocità di reazione. Energia di attivazione. ELETTROCHIMICA. Pile. Equazione di Nernst. Elettrolisi. Leggi di Faraday. CHIMICA DEI COMPOSTI DEL CARBONIO. Principali composti organici: idrocarburi, alcoli, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici, esteri, ammidi. Isomeria: isomeri di struttura, stereoisomeria. BIOMOLECOLE. Principali biomolecole (proteine, acidi nucleici, carboidrati e lipidi): struttura, proprietà.

Course Syllabus

ATOM. Origin of atomic theory. Quantum theory. Quantum numbers. Electronic structures of atoms and periodic classification of elements. CHEMICAL BOND. Lewis formulas. Electronegativity. Chemical bonds: covalent, ionic. Resonance. Delocalized orbitals. Hydrogen bond. CHEMICAL REACTIONS. Valenza. Oxidation number. Nomenclature of chemical compounds. Chemical reactions. Redox reactions. Weight relations in chemical reactions. Equivalent weight. SOLID STATE. Basic concepts. GAS. The gaseous state. Laws of the gaseous state. The general equation of ideal gases. SOLUTIONS. Solubility. Concentration of solutions. Ideal solutions. Raoult's law. Vapor pressure. The colligative properties. Electrolytic solutions. CHEMICAL EQUILIBRIUM. Law of chemical equilibrium. Equilibrium in solution. Ionic product of water. Acids and bases. pH. PH calculation. Buffer solutions. CHEMICAL KINETICS. Reaction kinetics. Variables that influence the reaction rate. Activation energy. ELETTROCHEMISTRY. Electrodes. Nernst equation. Electrolysis. Faraday's laws. CHEMISTRY OF CARBON COMPOUNDS. Main organic compounds: hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, carboxylic acids, esters, amides. Isomerism: structural isomers, stereoisomerism. BIOMOLECULES. Main biomolecules (proteins, nucleic acids, carbohydrates and lipids): structure and properties.