Ateneo - UPO

Lo scopo del corso è far acquisire alle studentesse e agli studenti le conoscenze di base della chimica generale ed inorganica. Inoltre, verranno approfonditi i collegamenti con le varie discipline biologiche, anche con l'uso di esercitazioni numeriche.

È necessario l’ausilio di un testo di livello universitario (assolutamente sconsigliati libri delle scuole superiori). Per la parte di Chimica Generale è consigliato un testo a scelta tra i seguenti:Kotz, Treichel, Townsend, “Chimica” (7 ed.), Edises, 2021;Masterton, Hurley: "Chimica: Principi e Reazioni" (6 ed.), Piccin, 2009;Tro: "Chimica: un approccio molecolare", Edises, 2022;Whitten, Davis, Peck, Stanley, "Chimica" (10 ed.), Piccin, 2016.Per le Esercitazioni di Stechiometria è consigliato un testo a scelta tra i seguenti:Breschi, Massagli: "Stechiometria", Edizioni ETS, 1993;Bruschi, "Stechiometria e laboratorio di chimica generale, Eserciziario" (3 ed.), Pearson, 2023;Uguzzoli: "Come risolvere i problemi di chimica", Casa Editrice Ambrosiana, 2013.Verranno messe a disposizione su D.I.R copie delle diapositive proiettate a lezione, vecchi testi d’esame con risoluzione ed eventuali altri sussidi didattici.

Il corso si propone di fornire alle studentesse e agli studenti una introduzione alla comprensione dei fenomeni chimici, con particolare attenzione agli aspetti applicativi. Sarà curata particolarmente la conoscenza del comportamento delle soluzioni acquose e degli equilibri chimici in soluzione allo scopo di acquisire le basi necessarie per affrontare gli altri corsi di chimica nonché lo studio dei sistemi biologici.

Conoscenza di base (scuola secondaria di secondo grado) di matematica e fisica

Lezioni frontali durante le quali verranno introdotti gli argomenti riportati nel programma. Il corso verrà poi completato da esercitazioni svolte in aula in cui verranno utilizzati alcuni dei concetti illustrati.

Controllo dell'apprendimento: Discussione in aula degli argomenti trattati nel corso. Durante il corso le studentesse e gli studenti saranno coinvolti nella risoluzione di esercizi numerici in modo da stimolare la preparazione e testare i progressi effettuati. 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-studenti-disabili-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.

L’esame consiste in una prova scritta della durata di due ore in cui verrà valutata la capacità delle studentesse e degli studenti di applicare le conoscenze acquisite durante il corso. Tale prova prevederà 6 esercizi numerici di stechiometria e 6 domande di teoria.
Per la parte di stechiometria gli esercizi potranno riguardare: bilanciamento delle reazioni, leggi dei gas, proprietà delle soluzioni, proprietà acido-base, solubilità, elettrochimica. Per la parte teorica le domande (a risposta aperta) potranno riguardare la struttura elettronica degli atomi, il sistema periodico, il legame chimico, le forze intermolecolari e gli stati fisici della materia, termodinamica e cinetica, acidi e basi.
Gli esercizi saranno scelti in modo da coprire tutto il programma, affinché le studentesse e gli studenti possano dimostrare di conoscere e di aver compreso almeno i concetti fondamentali attraverso le relative applicazioni. Il livello di difficoltà degli esercizi corrisponde al programma svolto e ai testi di riferimento indicati.
Se risolti in modo completo e senza errori, ad ognuno dei sei esercizi di stechiometria verranno attribuiti max 3 punti, mentre ad ognuno dei sei esercizi di teoria verranno attribuiti max 2 punti. La prova scritta si ritiene superata se la somma dei punteggi non è inferiore a 18 punti (18/30).

La materia: stati fisici, suddivisione della materia (elementi, composti e miscele) Struttura dell'atomo. Atomi ed isotopi. Composti e rappresentazioni molecolari (legge delle proporzioni definite e legge delle proporzioni multiple). Peso atomico e peso molecolare. Definizione di uma. Numero di Avogadro e concetto di mole. La reazione chimica (numero di ossidazione, bilanciamento delle reazioni non redox e redox). La descrizione quantomeccanica dell'atomo (concetto di orbitale, numeri quantici, principio dell'Aufbau). Tavola periodica e corrispondenza con la struttura elettronica degli elementi. Proprietà periodiche. Il legame chimico: regola dell'ottetto, legame ionico, legame covalente secondo la teoria valence bond. Orbitali ibridi. Concetto di risonanza. Ordine e distanze di legame, legami multipli. Elettronegatività, polarità del legame e polarità delle molecole. Forze intermolecolari (ione-dipolo, dipolo-dipolo, legame a idrogeno, dipoli indotti, forze di dispersione). Stati di aggregazione della materia. Gas: definizioni e leggi dei gas perfetti. Stato liquido e stato solido. I cambiamenti di stato (diagrammi di stato). Soluzioni: concentrazioni e proprietà colligative. Termodinamica: definizioni, principi della termodinamica, entalpia, entropia, energia libera. Cinetica chimica: definizioni e leggi cinetiche integrate (ordine zero, 1 e 2), energia di attivazione e controllo della velocità di una reazione (equazione di Arrhenius), catalizzatori. Equilibrio chimico: legge di azione di massa e principio di Le Chatelier, influenza dei parametri sperimentali sull'equilibrio. Equilibri in soluzione acquosa. Equilibrio di autoprotonazione dell'acqua e pH, concetto acido-base, acidi e basi forti e deboli (classificazione e forza, struttura degli acidi più importanti contenenti azoto, fosforo, zolfo e alogeni), idrolisi, soluzioni tampone. Equilibri di solubilità: definizioni ed applicazioni. Elettrochimica: potenziali standard, equazione di Nernst, pile e celle elettrolitiche, la corrosione.

Conoscenza e comprensione: conoscenze teoriche e operative con riferimento alle leggi fondamentali della chimica (moli, reazioni, legami e struttura molecolare, stati della materia, soluzioni, equilibri, pH, termodinamica, cinetica, elettrochimica); acquisizione di un vocabolario di termini chimici per saper esporre argomenti chimico-scientifici in maniera precisa, concisa e chiara.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: capacità di applicare la teoria per il riconoscimento e l'assegnazione dei nomi dei composti chimici inorganici più comuni, per il bilanciamento di reazioni chimiche, per l'esecuzione di calcoli stechiometrici, la risoluzione di problemi sui gas, sulle soluzioni, sulle proprietà acido-base delle sostanze e sull'elettrochimica; capacità di correlare la struttura chimica alle proprietà fisiche e alla reattività dei composti.

Autonomia di giudizio: capacità di interpretare e razionalizzare le reazioni chimiche da un punto di vista critico e non mnemonico, utilizzando un approccio metodologico scientifico da applicare ai successivi studi nell'ambito degli altri campi della chimica e della biologia

Abilità comunicative: capacità di utilizzare un appropriato linguaggio scientifico durante il controllo dell’apprendimento in aula.