Ateneo - UPO

Elementi di termodinamica finalizzati alla comprensione delle esperienze di laboratorio; esercitazioni di termodinamica, termochimica e elettrochimica; esempi di programmazione e utilizzo di software chimico-fisico

Per le basi chimico-fisiche, necessarie per comprendere le esperienze e interpretare i risultati, si può far riferimento a: P. Atkins “Chimica Fisica” (edizione 5a o successiva).
Materiale fornito dal docente.

In questo modulo di laboratorio la preparazione che le studentesse e gli studenti hanno acquisito nel corso teorico viene completata con esercitazioni pratiche utilizzando semplici strumenti di misura chimico-fisici in modo da sviluppare le conoscenze e le capacità di eseguire in modo corretto semplici procedure di laboratorio (che richiedano l’uso di specifici strumenti chimico-fisici) e stimolare l’abilità di trarre conclusioni sui risultati degli esperimenti in relazione ad alcuni concetti appresi nel corso teorico (autonomia di giudizio). Inoltre, la studentessa/lo studente svilupperà le abilità comunicative acquisendo un lessico chimico appropriato agli argomenti del corso, grazie alla stesura e poi alla discussione orale di una relazione riguardante i principali risultati ottenuti in laboratorio e alla stesura del quaderno di laboratorio. Ci si aspetta che lo studente/la studentessa sviluppi la capacità critica di trarre conclusioni sui principali argomenti trattati (autonomia di giudizio). Lo svolgimento delle esperienze pratiche permetterà di verificare anche la capacità di apprendimento degli argomenti di base della chimica fisica 1.

Conoscenza di base dei principali argomenti trattati nel corso di Chimica Fisica I.

Lezioni introduttive alle esperienze pratiche di laboratorio, per richiamare le basi chimico-fisiche necessarie per comprendere le procedure e commentare i risultati. Durante le lezioni introduttive saranno spiegati nel dettaglio gli esperimenti che le studentesse e gli studenti dovranno fare in laboratorio. La studentessa/lo studente dovrà compilare un quaderno di laboratorio e lavorerà in gruppi (formati da due o al massimo tre persone) sia per lo svolgimento delle esperienze pratiche che per la preparazione della relazione scritta finale.

Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato attraverso la discussione dei risultati sperimentali al termine delle esperienze di laboratorio. Un ulteriore controllo sarà fatto sulla base della relazione finale prodotta dalle studentesse/dagli studenti. Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studentidisabili-e-dsa Le studentesse e gli studenti con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare la/il docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame, in merito agli aspetti didattici.

La frequenza del corso di laboratorio è obbligatoria. È richiesto alla studentessa/allo studente di compilare un quaderno di laboratorio per sviluppare l’abilità di descrivere un’esperienza svolta e raccogliere dati in modo corretto. La studentessa/ lo studente dovrà inoltre produrre una relazione scritta contenente un’analisi critica (autonomia di giudizio) dei risultati ottenuti nelle esperienze per dimostrare di aver sviluppato la capacità di trarre conclusioni dalle esperienze effettuate e le abilità comunicative.
Il giudizio finale si baserà sulla valutazione della relazione scritta e su una prova orale composta da 3 domande, di cui due saranno relative alla discussione di due delle esperienze descritte nella relazione, una verterà sulle basi teoriche (illustrate a lezione) di una delle esperienze svolte, ed una sarà relativa ai principi di funzionamento di uno degli strumenti oppure delle tecniche usate in laboratorio. 
La relazione scritta deve essere consegnata al docente almeno 7 giorni prima la data dell’esame orale.
Questa modalità d’esame permette di valutare le conoscenze teoriche acquisite e la capacità di apprendimento, l’abilità di applicarle a casi reali, la capacità di raccogliere e di analizzare criticamente i risultati ottenuti, le abilità comunicative nell’esporre il lavoro svolto.
Per superare la prova la studentessa/ lo studente dovrà almeno dimostrare di conoscere ed aver compreso le nozioni di base e le loro applicazioni in laboratorio. L’eccellenza viene raggiunta dimostrando di avere autonomia di giudizio anche su argomenti non direttamente trattati nel corso. 
Il livello di difficoltà corrisponde al programma svolto e ai testi di riferimento indicati.
E' necessario aver passato l'esame di teoria per poter accedere a quello di laboratorio.

Il corso si propone di fornire gli elementi indispensabili per completare le conoscenze di chimica fisica già illustrate nel corso teorico di chimica fisica 1. 
Esso si articolerà in una parte di presentazione delle esperienze di laboratorio (con la spiegazione dei passaggi chiave delle reazioni da eseguire e l’illustrazione di alcune tecniche che verranno impiegate) ed una parte più propriamente sperimentale.
Particolare attenzione verrà data ai concetti di termodinamica e termochimica. In particolare, saranno eseguite esperienze di calorimetria per per la determinazione delle entalpie di semplici reazioni di combustione, neutralizzazione, dissoluzione e fusione. Saranno inoltre misurate le densità relative di liquidi sia puri che in miscela. Sono proposta inoltre esperienze specifiche per osservare la validità della legge di Boyle e per misurare la tensione di vapore di un gas. Infine, verrà utilizzata la spettroscopia UV-Vis per determinare la pKa di un indicatore. 
Le esperienze di laboratorio saranno supportate da lezioni al calcolatore durante le quali agli studenti verranno mostrati alcuni software di interesse chimico-fisico per la modellizzazione grafica delle molecole.
Le esperienze sono organizzate in modo da stimolare la capacità di apprendimento degli studenti, affiancando alla teoria ai concetti pratici.
Lo studente verrà guidato alla preparazione del quaderno di laboratorio, che dovrà riportare in modo chiaro i dati di ogni singolo esperimento e alla stesura della relazione scientifica che descriva in modo efficace i risultati degli esperimenti effettuati.

Conoscenza e comprensione: conoscenza dei concetti di base di termodinamica e termochimica. Conoscenza di base dei metodi calorimetrici (calorimetro di combustione, in soluzione e calorimetro a scansione differenziale) e dei metodi spettrofotometrici UV-Vis. Utilizzo di strumenti specifici per la misura della densità dei liquidi. Uso di sistemi e metodi appositi per la determinazione delle proprietà dei gas. Utilizzo di software per la visualizzazione delle molecole.
Capacità di apprendimento: capacità di utilizzare il materiale didattico per uno studio critico e ragionato, anche per una successiva autonoma acquisizione di conoscenze superiori e per un aggiornamento continuo. Viene valutata in sede di esame orale attraverso la descrizione delle esperienze effettuate.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: abilità di raccogliere dati in modo corretto e di tenere un quaderno di laboratorio; abilità di applicare le conoscenze teoriche all’esecuzione e comprensione degli esperimenti di laboratorio e all’interpretazione dei risultati ottenuti.
Autonomia di giudizio: capacità di analizzare con senso critico i risultati ottenuti nelle esperienze pratiche, individuando eventuali errori e proponendo soluzioni.
Abilità comunicative: abilità di relazionare sul lavoro svolto (e più in generale su argomenti chimico-scientifici) in maniera precisa, concisa e chiara, sia per iscritto che oralmente. Acquisizione di un appropriato linguaggio scientifico. Saper scrivere il quaderno di laboratorio.