Ateneo - UPO

Si affronteranno problemi di calcolo stechiometrico di base relativi agli
argomenti trattati nel modulo di Chimica Generale ed Inorganica: la
nomenclatura di composti inorganici, il bilanciamento delle reazioni,
calcoli ponderali, le soluzioni e le loro proprietà, gli equilibri chimici in
soluzione, gli acidi e le basi, l'elettrochimica.

R. Breschi e A. Massagli, “Stechiometria”, Edizioni ETS
P. Giannoccaro, S. Doronzo "Elementi di Stechiometria", III Ed., EdiSES
M. Bruschi, “Stechiometria e Laboratorio di Chimica Generale”, Pearson
P. Michelin Lausarot e G. A. Vaglio, “Fondamenti di Stechiometria”, Piccin

Conoscenze e abilità: l’obiettivo principale del corso è quello di fornire
alle studentesse e agli studenti gli strumenti e le conoscenze necessarie a sviluppare la
capacità di risolvere problemi di stechiometria attinenti alla Chimica
Generale. In particolare, il modulo si prefigge di condurre lo studente a
una piena autonomia nella identificazione delle variabili e le incognite del
problema, nell’impostazione della strategia di risoluzione in senso logico
e infine nella discussione e nella validazione critica del risultato in base al
senso fisico/chimico (autonomia di giudizio). Tali competenze e abilità
costituiscono la base per la progettazione e l’implementazione di
esperimenti pratici affrontati nel successivo corso di laboratorio.
Il corso si propone di incrementare per gradi il livello di complessità dei
problemi proposti fino ad includere più gradi di calcolo su argomenti
diversi del programma in modo da favorire la capacità delle studentesse e degli studenti di
fare collegamenti tra di essi e di identificare il sistema chimico nel suo
complesso.
Abilità comunicative: il modulo intende guidare le studentesse e gli studenti alla
acquisizione di un lessico scientifico appropriato in relazione agli
argomenti affrontati nel corso.

Non sono richiesti particolari prerequisiti al di là di quelli richiesti dal test
delle competenze iniziali, in particolare in riferimento alle competenze di
matematica di base.

Lezioni frontali, presentazioni powerpoint ed esercizi guidati con relativa
discussione collegiale in aula. Le studentesse e gli studenti saranno incoraggiati a svolgere
lavoro autonomo al di fuori degli orari di lezione durante l’intera durata
del corso in modo da favorire la massima fruizione dello stesso. In
particolare verranno proposti problemi da risolversi individualmente (o in
gruppo), che verranno successivamente trattati in aula.

Le studentesse e gli studenti saranno coinvolti direttamente (singolarmente e
collegialmente) nella risoluzione di esercizi numerici in modo da stimolare
la preparazione e testare quotidianamente i progressi effettuati e
incentivare le capacità comunicative attraverso l’uso di in lessico
adeguato.
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 massima di 3 ore e
prevede la risoluzione di 5-8 problemi di stechiometria ai quali viene
assegnato un punteggio variabile (1-3 punti) in base alla complessità. Il
punteggio massimo totale è di 10 punti. Con una votazione di 6/10, si
accede alla seconda parte dell'esame. La
valutazione del test e la relativa assegnazione del punteggio saranno
primariamente basate sulla capacità delle studentesse e degli studenti di saper identificare
le variabili incognite del problema, saper impostare una strategia di
risoluzione razionale e giustificata e utilizzare il linguaggio e la simbologia
chimica in modo appropriato e rigoroso.

Il modulo di Esercitazioni di Stechiometria si svolge nell’ambito dei corsi
di Chimica Generale e Inorganica e consiste pertanto nella risoluzione,
anche numerica, di problemi di base relativi ad argomenti trattati nel
corso teorico.
Il metodo scientifico. Le misure e le unità di misura del SI. Principali unità
di misura di interesse in chimica. Fattore di conversione ed esercizi.
Incertezza di una misura, media, valore vero. Accuratezza e precisione.
Cifre significative. Classificazione dei composti, composti ionici e
nomenclatura dei composti ionici. Numero di ossidazione. Composti
molecolari, nomenclatura tradizionale, IUPAC e Stock. Classificazione dei
principali composti inorganici e nomenclatura. Acidi e basi minerali e loro
reazioni di formazione. Principali reazioni di formazione dei sali. Formula
minima e formula molecolare. Calcoli percentuali. Bilanciamento di
reazioni non redox. Resa di reazione. Introduzione alla metrica della
chimica verde e calcoli di economia atomica. Reagente limitante. Classificazione delle reazioni chimiche e previsione dei prodotti di
reazione di reazioni semplici. Le leggi dei gasi: Boyle, Charles, Gay-
Lussac, Avogadro. Equazione di stato dei gas perfetti. Utilizzo delle
relative equazioni in calcoli stechiometrici. Densità dei gas. Miscele di
gas: massa molare media e frazione molare. Legge di Dalton e Amagat.
Percentuali in peso, in volume, in moli. Il volume molare nei calcoli
stechiometrici. Concentrazione delle soluzioni. Percentuale in peso, in
peso su volume, in volume. Molarità, molalità. Concetto di equivalente e
normalità. Preparazione di soluzioni per pesata e per diluizione. Calcolo
della concentrazione di miscele di soluzioni. Proprietà colligative.
Innalzamento ebullioscopico e abbassamento crioscopico. Legge di Raoult
e sua applicazione a miscele di liquidi e a soluzioni di soluti solidi. Osmosi
e calcolo della pressione osmotica di soluzioni diverse a contatto.
Equilibrio chimico. Legge di azione di massa e suo significato. Kc e Kp e
loro relazione. Quoziente di reazione. Calcolo della K e della composizione
all'equilibrio. Confronto di Q e K.
Proprietà dell'espressione di K, reazioni inverse, multipli stechiometrici,
reazioni a più stadi. Equilibri complessi. Validità delle approssimazioni.
Principio di Le Chatelier. Modifica della composizione dell'equilibrio per
aggiunta di una specie. Acidi e basi. Autoprotolisi dell'acqua e Kw. Calcolo
del pH e del pH di soluzioni di acidi e basi forti. pH di acidi e basi forti
molto diluiti. Titolazioni acido forte-base forte e calcoli relativi. Acidi
deboli, costante di dissociazione acida e basica. Calcolo del pH e della Ka
e Kb. Calcolo del pH di acidi poliprotici, con una o due dissociazioni
parziali. pH di miscele di acidi deboli. Grado di dissociazione acida. Idrolisi
acida e basica e calcolo del pH. Soluzioni tampone e calcolo del pH.
Equazione di Henderson-Hasselbach. Calcolo del pH per aggiunte
successive di acido o base. Equilibri eterogenei, prodotto di solubilità e
prodotto ionico. Previsione della supersaturazione o insaturazione di soluzioni. Calcolo della solubilità. Solubilità e pH. Effetto dello ione in
comune sulla solubilità dei sali. Agenti "sequestranti". Reazioni redox e
loro bilanciamento. Bilanciamento in ambiente acido e basico. Reazioni di
disproporzione. Celle galvaniche. Relazione tra energia libera e
potenziale. Derivazione dell'equazione di Nerst. Potenziali standard di
riduzione. Potenziali di elettrodo in condizioni non-standard. Diagramma
di cella. Calcolo del potenziale di cella in condizioni non standard. Pile a
concentrazione, diagramma e calcolo del potenziale in condizioni di non
equilibrio. Condizioni di cessazione del funzionamento della pila.

Conoscenza e comprensione: conoscenze operative di chimica generale
necessarie per risolvere esercizi di stechiometria. Capacità di applicare
conoscenza e comprensione: capacità di applicare i concetti di base e le
regole per il riconoscimento e l'assegnazione dei nomi dei composti
chimici inorganici più comuni, per la scrittura e il bilanciamento di
reazioni chimiche, per l'esecuzione di calcoli stechiometrici, la risoluzione
di problemi sui gas, sulle soluzioni, sugli equilibri acido-base in soluzione
acquosa e sull'elettrochimica. Autonomia di giudizio: capacità di trarre
conclusioni su problemi di stechiometria e saper scegliere tra diverse
strategie di risoluzione; capacità di analizzare con senso critico i risultati
ottenuti, individuando eventuali errori e proponendo soluzioni. Abilità
comunicative: capacità di utilizzare un appropriato linguaggio scientifico
per saper esporre argomenti di natura tecnico-concettuale in maniera
precisa, concisa e chiara.