Ateneo - UPO

Corso Teorico:Il corso è articolato in due parti. Nella prima parte saranno introdotte nozioni riguardanti la chimica fisica dello stato solido. Particolare attenzione sarà data ai metodi per la determinazione delle proprietà di struttura dei solidi, introduzione alla cristallografia e ai metodi di diffrazione di raggi X. Verrà poi trattato l’adsorbimento sulle superfici solide. Saranno forniti elementi di spettroscopia IR e UV-Vis applicate allo stato solido e richiami di fotochimica. Nella seconda parte saranno trattati argomenti di chimica-fisica applicati a sistemi complessi (come per esempio quello atmosferico): saranno descritte le principali reazioni fotochimiche nella stratosfera e nella troposfera e verranno dati elementi relative alla dispersione degli inquinanti nell’atmosfera.
Il corso di laboratorio sarà rivolto allo studio di materiali con particolare interesse ambientale e/o catalitico. Diverse esperienze pratiche permetteranno di acquisire informazioni sulle proprietà chimico-fisiche dei sistemi analizzati attraverso un approccio sperimentale di tipo multidisciplinare.

P.W. Atkins, “Physical Chemistry", VI Ed., Oxford University Press, oppure l'edizione italiana della V edizione, "Chimica Fisica", Zanichelli;
Stephen Elliott “The Physics and Chemistry of solids”, Wiley
G. Rigault “Introduzione alla cristallografia” Levrotto e Bella
Mark Zemansky, "Calore e Termodinamica", Zanichelli. 
Colin Baird, "Chimica Ambientale", Zanichelli. 
B. J. Finlayson-Pitts e J. N. Pitts, Altro materiale di approfondimento utile ai fini del corso verrà messi a disposizione dal docente.

Il corso teorico ha l’obiettivo di fornire agli studenti gli elementi di base di chimica fisica applicati allo stato solido attraverso lezioni dedicate alla descrizione delle diverse tipologie di materiali, ai metodi di preparazione e caratterizzazione più usati. In questo modo sarà possibile fornire concetti di chimica fisica avanzata (elementi di cristallografia e diffrazione di raggi X, tecniche spettroscopiche applicate allo stato solido, principi di adsorbimento su superfici solide) prendendo come esempio sistemi complessi come i materiali solidi.
Inoltre, saranno fornite agli studenti le conoscenze necessarie per comprendere e descrivere i principali fenomeni fisico-chimici legati all’ambiente, l’effetto su di esso delle azioni antropiche, le eventuali modificazioni che ne pregiudicano l’equilibrio. 
Il corso permetter di sviluppare le abilità comunicative degli studenti attraverso l’acquisizione di un lessico chimico appropriato in relazione agli argomenti affrontati nel corso. Inoltre, sarà anche sviluppata la capacità di poter relazionare su un argomento scientifico grazie alla preparazione di una presentazione su un argomento a scelta. Ci si aspetta che questa attività sia anche in grado di aumentare la capacità di giudizio degli studenti attraverso una analisi accurata delle recente letteratura scientifica.
Il corso ha anche lo scopo di sviluppare la capacità di apprendere autonomamente ed il senso critico che permette allo studente di trarre conclusioni su questioni attinenti agli argomenti trattati.
Infine, lo scopo del corso sarà anche quella di testare la capacità di apprendimento e di applicare la conoscenza attraverso l’organizzazione di una esercitazione svolta in aula inerente ai metodi di adsorbimento.
Nel modulo di laboratorio saranno organizzate specifiche esperienze pratiche che saranno utili per far applicare agli studenti le conoscenze di base acquisite nel corso di Chimica Fisica Superiore. 
Le attività pratiche previste saranno utili per sviluppare l’abilità di eseguire in modo corretto procedure di sintesi e caratterizzazione di materiali di riferimento. I solidi sintetizzati dagli studenti saranno caratterizzati attraverso le principali metodologie chimico-fisiche descritte durante il corso teorico di Chimica Fisica Superiore. Gli studenti dovranno tenere un quaderno di laboratorio dove descrivere in modo appropriato le varie esperienze.
Inoltre, lo studente svilupperà le abilità 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. 
La relazione sarà utile per verificare la capacità di applicare la conoscenza degli studenti che dovranno descrivere i risultati sperimentali ottenuti nell’ambito del corso. Sono richiesti dei commenti critici sui dati ottenuti in modo da poter valutare l’autonomia di giudizio. 
L’abilità comunicativa verrà valutata durante l’esame orale. Verrà infatti chiesto agli studenti di descrivere alcuni dei dati raccolti e di analizzarli in modo critico.

È consigliabile l’acquisizione degli argomenti trattati nel corso di chimica-fisica IIII e la frequenza al corso di Chimica Fisica Superiore.

Il corso teorico prevede lezioni frontali in aula in cui gli argomenti trattati saranno presentati e discussi con gli studenti e le studentesse. Gli studenti/ le studentesse(in gruppi da 2 o 3 persone) dovranno preparare e organizzare una presentazione orale per approfondire alcuni argomenti indicati dal docente. A questo scopo, saranno forniti i metodi per fare una adeguata ricerca bibliografica e gli studenti saranno supportati dal docente nell’organizzazione del seminario. 
È richiesto che la presentazione del seminario venga fatta in presenza di tutti gli studenti in modo da poter incrementare la conoscenza di tutti sugli argomenti trattati e stimolare la capacità di discussione e analisi critica degli argomenti trattati. 
Sarà inoltre organizzata una lezione al computer per applicare uno dei metodi descritti a lezione per la determinazione delle proprietà tessiturali dei solidi mediante metodi di adsorbimento. I dati da elaborare saranno forniti dal docente. 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 gli studenti dovranno fare in laboratorio. Lo studente dovrà compilare un quaderno di laboratorio e lavorerà in gruppi (formati da due o al massimo tre studenti) sia per lo svolgimento delle esperienze pratiche che per la preparazione della relazione scritta finale. Al termine del corso, verrà organizzata una lezione finale per discutere in modo collegiale i risultati ottenuti.

Corso teorico: Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato attraverso l’organizzazione del seminario e la lezione di elaborazione di dati forniti dal docente. Ogni esperienza di laboratorio verrà elaborata con gli studenti in modo da verificare la corretta comprensione dei dati. Verrà prodotta e valutata una relazione relativa alle esperienze effettuate in laboratorio. 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 docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame, in merito agli aspetti didattici. Durante lo svolgimento delle lezioni, quando se ne incontrerà l'opportunità, si focalizzerà l'attenzione sulle tematiche di genere.

Il corso teorico prevede lezioni frontali in aula in cui gli argomenti trattati saranno presentati e discussi con gli studenti/le studentesse.
Gli studenti/le studentesse (in gruppi da 2 o 3 persone) dovranno preparare e organizzare una presentazione orale per approfondire alcuni argomenti indicati dal docente. A questo scopo, saranno forniti i metodi per fare una adeguata ricerca bibliografica e gli studenti/le studentesse saranno supportati dal docente nell’organizzazione del seminario. 
È richiesto che la presentazione del seminario venga fatta in presenza di tutti i partecipanti al corso in modo da poter incrementare la conoscenza di tutti sugli argomenti trattati e stimolare la capacità di discussione e analisi critica degli argomenti trattati. 
Sarà inoltre organizzata una lezione al computer per applicare uno dei metodi descritti a lezione per la determinazione delle proprietà tessiturali dei solidi mediante metodi di adsorbimento. I dati da elaborare saranno forniti dal docente. Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato attraverso l’organizzazione del seminario e la lezione di elaborazione di dati forniti dal docente. L'esame finale si baserà sulla discussione orale per la verifica dell'apprendimento delle tematiche affrontate a lezione. Verranno poste sei domande 3 delle quali una riguarderà nozioni teoriche viste in classe, una sarà relativa all’illustrazione di una tecnica chimico-fisica applicata al sistema solido e una relativa ai processi chimico-fisici di interesse ambientale. Una domanda sarà a scelta dello studente.
Inoltre, sarà valutato il seminario preparato dagli studenti/dalle studentesse per approfondire alcune delle tematiche affrontate a lezione. 
La modalità di esame permette di valutare non solo le conoscenze teoriche acquisite ma anche le capacità di organizzazione e di comunicazione degli studenti, nonchè di conoscere la loro capacità di lavorare in modo autonomo e le capacità di apprendimento. 
Per superare l’esame lo studente dovrà dimostrare di conoscere ed aver compreso le nozioni di base proposte e di saper analizzare in modo critico una problematica proposta. L’eccellenza viene raggiunta rispondendo dimostrando di saper ragionare su argomenti inerenti alle problematiche incontrate a lezione. 
Il livello di difficoltà corrisponde al programma svolto e ai testi di riferimento indicati. La frequenza del corso di laboratorio è obbligatoria. È richiesto allo studente di compilare un quaderno di laboratorio per sviluppare l’abilità di descrivere le esperienze svolte e raccogliere dati in modo corretto. Lo studente dovrà inoltre produrre una relazione scritta contenente un’analisi critica dei risultati ottenuti nelle esperienze per sviluppare la capacità di trarre conclusioni dalle esperienze effettuate e le abilità comunicative.
L'esame finale si baserà sulla discussione orale di una relazione che dovrà riportare in modo esaustivo l’analisi dei risultati ottenuti durante le lezioni di laboratorio. La relazione dovrà essere consegnata al docente almeno 10 giorni prima della data di appello.
Il giudizio finale si baserà sulla valutazione della relazione scritta e su una prova orale composta da 4 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 tecniche usate in laboratorioIn modo da valutare la capacità di apprendimento degli studenti/delle studentesse (attraverso le domande sulle basi teoriche della materia), che l’abilità di comprensione degli argomenti trattate a lezione. 


Nell’ambito del corso teorico verranno trattati argomenti di chimica-fisica applicati allo stato solido. 
Verranno descritte le principali classi di materiali e metodologie per la loro preparazione (con particolare riferimento alle metodologie sol-gel e solvotermali).
Verranno inoltre forniti elementi di cristallografia per la descrizione di sistemi cristallini a diversa dimensionalità attraverso le operazioni di simmetria e l’appartenenza ai diversi gruppi spaziali. Inoltre, saranno trattati i principi di diffrazione di raggi X con particolare riferimento alla legge di Bragg e alla trattazione dei reticolo reciproco. 
Saranno date informazioni relative ai processi di adsorbimento su sistemi solidi. Oltre alle tipologie di interazioni che si possono avere, saranno trattati i principali meccanismi di adsorbimento. Verranno discussi i principali modelli di adsorbimento di gas per la determinazione delle proprietà tessiturali dei solidi. Verrà organizzata una lezione in aula per poter applicare alcuni modelli per la determinazione dell’area superficiale dei solidi (Modello di Langmuir e BET) partendo da isoterme sperimentali.
Verranno forniti agli studenti anche richiami di spettroscopia IR e UV-Vis applicate allo stato solido. 
Nell’ambito del corso verranno trattati argomenti chimico-fisici utili alla descrizione del comportamento di specie chimiche di importanza ambientale. Particolare attenzione verrà data alla trattazione dei processi fotochimici e di adsorbimento gas-solido, oltre che alla trattazione di processi termodinamici di interesse ambientale. Verranno forniti agli studenti nozioni riguardanti i costituenti chimici e la struttura fisica dell'atmosfera. Inoltre verranno trattati argomenti riguardanti la chimica della stratosfera e il problema dell'ozono, il riscaldamento globale e la chimica della troposfera con particolare riferimento alle piogge acide, smog fotochimico e particolato atmosferico. Sarà analizzato l’impatto dei grandi impianti per la produzione di energia sull’ambiente con particolare attenzione ai processi che portano alla formazione di inquinanti pericolosi (diossine) e loro inibizione. Saranno infine introdotti i concetti alla base della diffusione degli inquinanti nell’atmosfera e nell’idrosfera.
Sarà richiesto di approfondire un argomento a scelta. A tale scopo, verranno anche fornite informazioni per poter effettuare una ricerca bibliografica in ambito scientifico e per poter organizzare una presentazione in power point sull’argomento di interesse.Il corso di laboratorio, che ha uno spiccato carattere applicativo, saranno approfondite le metodologie di indagine di base che possono essere utilizzate per lo studio di materiali solidi di interesse ambientale, come ad esempio catalizzatori eterogenei per reazioni a basso impatto ambientale. Dopo alcune lezioni frontali, che saranno dedicate principalmente all’introduzione dei sistemi solidi di interesse ambientale e alla verifica/introduzione della conoscenza dei principi di base delle tecniche sperimentali che possono essere utilizzate per lo studio degli stessi (diffrazione di raggi X, spettroscopia IR e DR-UV-Vis, fisisorbimento di gas, microscopia elettronica, analisi termica), verranno organizzate diverse esperienze pratiche in laboratorio che permetteranno di acquisire informazioni sulle proprietà chimico-fisiche dei sistemi solidi analizzati.

Corso teorico: Conoscenza e comprensione
Conoscenza delle basi teoriche dei principali metodi per la preparazione di materiali e della loro caratterizzazione.
Conoscenza delle nozioni di base della cristallografia e dei principi di diffrazione di raggi X. 
Conoscenza dei metodi IR e UV-Vis per l’analisi dello stato solido. 
Apprendimento dei principi di adsorbimento. 
Conoscenza dei principali fenomeni chimico-fisici di importanza a livello ambientale. 
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Abilità di applicare in modo corretto alcuni metodi chimico-fisici proposti a lezione (attraverso specifiche esercitazioni al pc su dati forniti dal docente) e interpretazione dei risultati ottenuti.
Capacità di approfondire un argomento chimico-fisico sfruttando facilities comuni per la ricerca bibliografica.
Autonomia di giudizio
Saper analizzare in modo critico la letteratura recente riguardante temi fisico-chimici proposti a lezione. 
Abilità comunicative
Abilità di relazionare usando un linguaggio adeguato su argomenti chimico-fisici in maniera corretta, sia oralmente che per iscritto.
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.Corso di laboratorio: Conoscenza e comprensione
Conoscenza dei concetti di base di sintesi e caratterizzazione di materiali. Conoscenza di base dei metodi di sintesi sol-gel e solvotermali. Conoscenza dei metodi di caratterizzazione della struttura (diffrazione di raggi X), tessitura (fisisorbimento di N2), morfologia (microscopia SEM) e proprietà di superficie dei solidi (analisi IR e UV-Vis in riflettanza diffusa, anche di adsorbimento di molecole sonda).
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.
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.