Ateneo - UPO

l corso 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; 
Altro materiale di approfondimento utile ai fini del corso verrà messi a disposizione dal docente.

In questo 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 II e la frequenza al corso di Chimica Fisica Superiore.

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.

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.

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 (attraverso le domande sulle basi teoriche della materia), che l’abilità di comprensione degli argomenti trattate a lezione. 
Questa modalità d’esame permette di valutare le conoscenze teoriche acquisite, 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 lo studente dovrà almeno dimostrare di conoscere ed aver compreso le nozioni di base e le loro applicazioni in laboratorio. Per raggiungere l’eccellenza sarà posta una domanda per valutare la capacità di giudizio dello studente su argomenti simili a quelli trattati a lezione. 
Il livello di difficoltà corrisponde al programma svolto e ai testi di riferimento indicati.

Nell’ambito del presente corso, 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.

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.