Chemistry

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Course
CHIMICA GENERALE E INORGANICA
Course ID
S0320
Academic Year
2024/2025
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
BOTTA Mauro
Teachers
Botta Mauro, Artizzu Flavia, Cassino Claudio, Carniato Fabio
CFU
18.0
Teaching duration (hours)
144.0
Individual study time
0.0
SSD
CHIM/03 - CHIMICA GENERALE E INORGANICA
Course type
Attività formativa integrata
Course mandatoriety
OBB
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
CHIMICA GENERALE. Il modulo fornisce i concetti di base della chimica generale ed inorganica: conoscenza delle proprietà, composizione e struttura della materia, degli equilibri chimici, termodinamica e cinetica chimica ed elettrochimica. STECHIOMETRIA. Si affronteranno problemi numerici di base relativi ad argomenti toccati nel modulo di Chimica Generale ed Inorganica: il bilanciamento delle reazioni, le soluzioni e le loro proprietà, l'equilibrio chimico in soluzione. LABORATORIO. Approfondimento di alcuni argomenti della Chimica Generale e introduzione alle principali tecniche sperimentali utilizzate in laboratorio. Le esercitazioni in laboratorio comprendono nozioni di sicurezza, lo studio di base degli equilibri in soluzione, dell’elettrochimica ed alcune semplici sintesi.
GENERAL CHEMISTRY. The module provides the basic concepts of general and inorganic chemistry: knowledge of the properties, composition and structure of matter, chemical equilibrium, chemical thermodynamics and kinetics and electrochemistry. STOICHIOMETRY. Basic numerical problems related to topics covered in the General and Inorganic Chemistry module: balanced chemical equations, the solutions and their properties, the chemical equilibrium in solution. LABORATORY. Further deepening of some topics of General Chemistry and introduction to the main experimental techniques used in the laboratory. The laboratory practice consists of safety concepts, the basic study of solution equilibria, electrochemistry and some simple inorganic syntheses.
Testi di riferimento/Textbooks
Le diapositive del corso (files pdf) sono disponibili sulla piattaforma DIR. Testi consigliati: Kotz, Treichel, Townsend, Treichel, Chimica, Edises, VII Ed., 2021 Brown, Lemay, Bursten, Murphy, Fondamenti di Chimica. Edises, III Ed., 2012 Robinson, Mc Murry, Fay, Chimica Generale, VIII Ed., Pearson 2021 P. Atkins, L. Jones, L. Laverman, Fondamenti di Chimica Generale, Zanichelli, II edizione italiana, 2018 M. S. Silberberg, CHIMICA, Quarta Edizione, Mc Graw Hill, 2019 R. Breschi e A. Massagli, “Stechiometria”, Edizioni ETS M. Bruschi, “Stechiometria e Laboratorio di Chimica Generale”, Pearson P. Michelin Lausarot e G. A. Vaglio, “Fondamenti di Stechiometria”, Piccin R. Morassi, G.P. Speroni, "Il laboratorio Chimico", Piccin Slowinski, Wolsey, Masterton, "Laboratorio di Chimica", Piccin
Course slides (pdf files) are available on the DIR platform. Suggested books: Kotz, Treichel, Townsend, Treichel, Chimica, Edises, VII Ed., 2021 Brown, Lemay, Bursten, Murphy, Fondamenti di Chimica. Edises, III Ed., 2012 Robinson, Mc Murry, Fay, Chimica Generale, VIII Ed., Pearson 2021 P. Atkins, L. Jones, L. Laverman, Fondamenti di Chimica Generale, Zanichelli, II edizione italiana, 2018 M. S. Silberberg, CHIMICA, Quarta Edizione, Mc Graw Hill, 2019 R. Breschi e A. Massagli, “Stechiometria”, Edizioni ETS M. Bruschi, “Stechiometria e Laboratorio di Chimica Generale”, Pearson P. Michelin Lausarot e G. A. Vaglio, “Fondamenti di Stechiometria”, Piccin R. Morassi, G.P. Speroni, "Il laboratorio Chimico", Piccin Slowinski, Wolsey, Masterton, "Laboratorio di Chimica", Piccin
Obiettivi formativi/Mission
CHIMICA GENERALE. Presentare chiaramente i principi fondamentali della Chimica. Fornire solide basi per comprendere gli eventi chimici a livello molecolare. Introdurre alle/agli studentesse/studenti all’uso del concetto struttura-proprietà. Abilità: introdurre alle/gli studentesse/studenti all’uso del concetto struttura-proprietà ed all’interpretazione molecolare dei fenomeni chimici. Il corso ha anche lo scopo di sviluppare il senso critico che permette alla/allo studentessa/studente di trarre conclusioni su questioni attinenti agli argomenti trattati. Abilità comunicative: acquisire e saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli equilibri chimici e alle tecniche affrontate nel corso. STECHIOMETRIA. Conoscenze e abilità: al termine del modulo la/lo studentessa/studente avrà acquisito le conoscenze necessarie a sviluppare la capacità di risolvere semplici esercizi di stechiometria. In particolare, dovrà essere in grado di trarre conclusioni, scegliere le strategie più opportune (autonomia di giudizio) ed applicare le conoscenze acquisite nella soluzione dei problemi pratici che affronterà nei corsi di laboratorio. Saranno inoltre stimolate le capacità comunicative stimolando l’uso di un lessico adeguato. LABORATORIO. ll corso si pone gli obiettivi di sviluppare: conoscenze di base sui materiali e le attrezzature presenti in un laboratorio chimico; conoscenze sulle tecniche e le operazioni fondamentali della chimica sperimentale; competenza preparativa di composti inorganici e loro purificazione; verifica sperimentale dei principali fenomeni della chimica in soluzione acquosa (acidità, neutralizzazione, potere tampone, precipitazione, cinetica, elettrolisi, processi galvanici). Le esperienze permettono quindi di utilizzare sperimentalmente alcune delle conoscenze fondamentali della Chimica Generale apprese durante il corso, affinando le abilità manuali nelle normali operazioni di laboratorio. Abilità comunicative: acquisire e saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli argomenti affrontati nel corso; saper compilare una relazione scientifica. Autonomia di giudizio: sviluppare la capacità di trarre conclusioni sui risultati delle loro esperienze. Capacità di apprendimento: saper utilizzare il materiale fornito per un successivo uso ragionato e un approfondimento ulteriore.
GENERAL CHEMISTRY. Objectives of the course are: to clearly present the basic principles of chemistry; to provide solid basis and knowledge for understanding the chemical events at the molecular level. Abilities: introduce the students to the use of structure-property concept. Ability in making judgements and driving conclusions from the results of his experiments. Communication skills: the students will be able to use a suitable chemical vocabulary in relation to the course arguments and methods. STOICHIOMETRY. At the end of the course, the students will acquire the knowledge necessary to solve simple stoichiometry exercises. In particular, the students will be able to draw conclusions, to choose the most appropriate strategies and apply the knowledge in solving the practical problems that will face in lab classes. They will also have acquired an appropriate chemical lexicon as well as the ability to learn independently new knowledge on stoichiometry problems. LABORATORY. The course has the following objectives: to develop basic knowledge on materials and equipment of common use in the chemical laboratory; become familiar with the basic operations and techniques of chemical experiments; gain preliminary skills on preparation of inorganic compounds and their purification; experimental verification of the main chemical processes in aqueous solution (acidity, neutralization, buffering capacity, precipitation, electrolysis, galvanic processes). Abilities: develop the student skill in the basic laboratory practices. Learning skills and ability in making judgements and driving conclusions from the results of his experiments. Communication skills: the students will be able to use a suitable chemical vocabulary in relation to the course arguments and methods and to write reports on the results of his experiments. Making judgements: the student will be able to draw conclusions from the laboratory experiences. Learning skills: ability to use the material provided for a subsequent reasoned use and further study.
Prerequisiti/Required background knowledge
Elementi base di matematica.
Basic elements of calculus.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali, presentazioni powerpoint ed esercizi guidati con relativa discussione collegiale in aula. Attività di laboratorio con discussione delle esperienze; la/lo studentessa/studente dovrà anche produrre una relazione approfondita su una delle esperienze svolte in laboratorio.
Classroom lectures, powerpoint presentations and guided exercises with open discussion. Laboratory activities with related discussion; the student has to write a detailed report on one of the laboratory experiences.
Altre informazioni/Further information
CHIMICA GENERALE. Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato attraverso domande ed esercizi periodici forniti alle/agli studentesse/studenti con risoluzione successiva alla lavagna e autovalutazione. STECHIOMETRIA. Durante il corso le/gli studentesse/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 stimolare le capacità comunicative attraverso l’uso di in lessico adeguato. LABORATORIO. Il controllo dell'apprendimento in itinere viene effettuato attraverso relazioni individuali su ciascuna delle esercitazioni, comprensiva di discussione generale e calcoli stechiometrici. - 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.
GENERAL CHEMISTRY. The learning progress monitoring will be carried out through periodic questions and exercises given to students, followed by resolution on the blackboard and self-assessment. STOICHIOMETRY. During the course, the students will be directly involved (individually and collectively) in solving numerical exercises in order to stimulate the preparation and testing on a daily basis the progress made, encouraging also the use of the appropriate chemical lexicon. LABORATORY. The learning progress monitoring involves individual report on each of the activities, including general discussion and stoichiometry tests. - Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the "Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti", consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/servicesstudents-physical-or-learning-disabilities. - Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L’esame è scritto e si compone di due parti. La prima parte della durata di 2 ore prevede la risoluzione di 8 problemi di stechiometria (punteggio massimo totale: 10 punti). Per accedere alla seconda parte della prova la/lo studentessa/studente deve aver totalizzato 6 punti su 10. La seconda parte (3 ore) è articolata in 15 domande (1 domanda aperta e 14 esercizi non numerici). Il punteggio massimo della seconda parte è di 20/30 con un valore minimo per la sufficienza di 12 (conoscenza dei concetti base). La relazione di laboratorio avrà un punteggio massimo fino a 3. La massima votazione è raggiunta con una solida conoscenza e abilità di applicare le conoscenze su tutti gli argomenti trattati. Sulla piattaforma DIR le/gli studentesse/studenti trovano, insieme alle dispense del Corso, un esempio di testo di esame completo. I risultati dell’esame mettono in luce il grado di comprensione dei concetti teorici, la capacità di utilizzarli per risolvere problemi di media difficoltà e il grado acquisizione di un linguaggio tecnico-scientifico adeguato attraverso le risposte alla domanda aperta. Sono inoltre valutate l’autonomia di giudizio attraverso la richiesta di esprimere giudizi e operare scelte comparate, e la capacità di apprendimento autonomo
The exam is written and consists of two parts. The first part (2 hours) will consist of 8 stoichiometric exercises (maximum total: 10 points); the passing grade of the test is 6. The second part is articulated in 15 questions (1 open question and 14 non-numerical exercises). The maximum score is 20/30 with a minimum value for sufficiency fixed to 12 (knowledge of fundamental concepts). The highest grade is obtained with a solid knowledge and ability to apply the acquired knowledges on all the subjects. The laboratory report will be evaluated up to 3 point. On the DIR platform students find, along with the slides of the course, a complete example of an exam paper. The results of the exam reveal the degree of understanding of theoretical concepts, the ability to use them to solve problems of medium difficulty and the degree to acquiring an adequate technical-scientific language in the answers to the open question. The independence of judgment and learning skills are also assessed through the request to express evaluations, make comparative choices and in-depth written report.
Programma esteso/Content
CHIMICA GENERALE. Gli elementi, composti chimici, formule. La costante di Avogadro e il concetto di mole. Elementi di stechiometria. Nucleo, isotopi e radioattività. La teoria atomica: gli spettri atomici, l’atomo di Bohr, gli atomi multielettronici. Il sistema periodico e le proprietà periodiche degli elementi. Concetti fondamentali sul legame chimico: teoria di Lewis e geometria delle molecole mediante il modello VSEPR. Teorie del legame covalente. Legame ionico e metallico. Le forze intermolecolari, gli stati della materia e le loro proprietà principali. Le soluzioni e le loro proprietà: solubilità, tensione di vapore, pressione osmotica. Le reazioni chimiche e l’equazione chimica: bilanciamento di una reazione. I fondamenti della termodinamica chimica: entalpia, entropia ed energia libera. I principi dell’equilibrio chimico; la costante di equilibrio e il suo significato; spostamento dell’equilibrio. Gli equilibri acido-base. Equilibri eterogenei. Elettrochimica: le reazioni redox e gli stati di ossidazione; i potenziali standard e l’equilibrio delle reazioni redox; celle galvaniche ed elettrolitiche La cinetica chimica: velocità e ordine di una reazione; energia di attivazione; meccanismi di reazione; catalisi. STECHIOMETRIA: Il modulo di Esercitazioni di Stechiometria si svolge nell’ambito dei corsi di Chimica Generale e Inorganica e consiste pertanto in esercizi numerici di base relativi ad argomenti toccati nel corso teorico. Si tratterà in particolare: il bilanciamento delle reazioni, le soluzioni e le loro proprietà, l'equilibrio chimico in fase gassosa ed in soluzione (acido-base, calcolo del pH, soluzioni tampone, idrolisi, equilibri di precipitazione), elettrochimica. LABORATORIO. Una parte del corso, di tipo teorico (1 CFU), prevede: i) nozioni delle titolazioni degli indicatori acido-base; ii) descrizione delle principali tecniche sperimentali utilizzate in laboratorio; iii) nozioni di base relative alle norme di sicurezza in laboratorio, procedure di primo soccorso e illustrazione delle schede dei prodotti chimici. Le attività pratiche di laboratorio (5 CFU) prevedono esercitazioni individuali comprendenti tecniche di base: pesata, filtrazione, cristallizzazione, distillazione, preparazioni di soluzioni a titolo noto, sintesi di composti inorganici semplici. Le applicazioni di tali operazioni riguarderanno le seguenti esercitazioni: preparazione di soluzioni a concentrazione stabilita e misura del pH con indicatori. Equilibri di idrolisi. Preparazione di soluzioni tampone. Proprietà anfotere di idrossidi metallici. Studio dei potenziali di riduzione di diversi elementi. Determinazione del grado di purezza di un sale impuro (NaCl). Sintesi dell’allume di cromo con calcolo della resa della preparazione. Equilibri eterogenei. Influenza del pH sulla solubilità. Elettrolisi di una soluzione di KI; elettrolisi dell’acqua. Sintesi di CuCl. Verranno forniti elementi su come stilare efficaci relazioni di laboratorio e su come utilizzare un corretto lessico.
GENERAL CHEMISTRY. Elements, compounds, mixtures, formulas. The Avogadro constant and the mole concept. Elements of stoichiometry. Structure of the atom: nucleus, isotopes, radioactivity. The atomic theory: atomic spectra, the Bohr model, many-electron atoms. The periodic table and periodic properties of the elements. Basic concepts of the chemical bond: Lewis theory, shape of molecules using the VSEPR model. Models of covalent bonding. Ionic and metallic bond. Intermolecular forces, states of matter and their main properties. The solutions and their properties: solubility, vapor pressure, osmotic pressure. The chemical reactions and the chemical equation: balancing a chemical reaction. Thermodynamics: enthalpy, entropy and free energy. The principles of chemical equilibrium; the equilibrium state and the equilibrium constant; the response of equilibria to changes in conditions. Acid-base equilibria. Solubility equilibria. Electrochemistry: redox reactions and oxidation states; standard potentials and equilibrium constants. Chemical kinetics: rate law and reaction orders; activation energy; reaction mechanisms; catalysis. STOICHIOMETRY: This module takes place within the General and Inorganic Chemistry course and consists therefore in basic numerical exercises linked to subjects treated during the theoretical course. It will address in particular: the writing and balancing of chemical equations, solutions and their properties, equilibrium problems (acid-base, pH calculation, buffer solutions, hydrolysis, precipitations), electrochemistry. LABORATORY. A first part of the course, carried on in the classroom (1 credit), regards: i) acid-base titrations and indicators; ii) a description of the main experimental techniques used in the laboratory; iii) fundamental rules of laboratory safety, good laboratory practice and first aid procedures. The experimental activities in the laboratory (5 credits) is devoted to achieve practical expertise on basic operations (weighing, filtration, crystallization, distillation, preparation of known-title solutions, synthesis of simple inorganic compounds). The work in the laboratory is individual or in small groups, with a continuous tutoring by the teacher. The following experiments will be carried on: preparation of solutions with given concentration and pH determination with indicators. Hydrolysis. Preparation of buffer solutions. Properties of amphoteric metal hydroxides. Study of the reduction potentials of several elements. Determination of the purity of an impure salt (NaCl). Preparation of chromium alum with calculation of the yield of the preparation. Heterogeneous phase equilibria. Influence of pH on solubility. Electrolysis of a solution of KI; electrolysis of water. Preparation of CuCl. Suggestions will be provided on how to write an effective laboratory reports and how to use a correct vocabulary.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e comprensione: solide conoscenze teoriche dei concetti fondamentali della chimica (moli, reazioni, legami e struttura molecolare, equilibri, pH delle soluzioni, termodinamica, cinetica, elettrochimica); visualizzazione dei fenomeni chimici dal livello macroscopico a quello microscopico; conoscenze operative di chimica generale necessarie per risolvere esercizi di stechiometria; familiarità con semplici tecniche di base di filtrazione e cristallizzazione. 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, sugli equilibri acido-base in soluzione acquosa e sull'elettrochimica; capacità di correlare la struttura chimica alle proprietà fisiche e alla reattività dei composti; 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; abilità di raccogliere dati sperimentali in modo corretto; 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 interpretare e razionalizzare trasformazioni chimiche da un punto di vista critico, utilizzando un approccio metodologico scientifico; capacità di trarre conclusioni su problemi di stechiometria e saper scegliere tra diverse strategie; capacità di analizzare con senso critico i risultati ottenuti nelle esperienze pratiche, individuando eventuali errori e proponendo soluzioni; capacità di operare scelte ed esprimere giudizi. Abilità comunicative: capacità di utilizzare un appropriato linguaggio scientifico nel rispondere alle domande d’esame; acquisizione di un vocabolario di termini chimici per saper esporre argomenti di natura tecnico-concettuale in maniera precisa, concisa e chiara; abilità di relazionare sul lavoro svolto (e più in generale su argomenti chimico-scientifici) in maniera precisa, concisa e chiara; capacità di stilare una relazione scientifica. Capacità di apprendimento: saper utilizzare il materiale fornito per un successivo uso ragionato e un approfondimento autonomo di uno degli argomenti svolti, attraverso la stesura di una relazione scritta.
Knowledge and understanding: theoretical and operational knowledge about the fundamental laws of chemistry (mole, reaction, bonds and molecular structure, equilibrium, solution pH, thermodynamics, kinetics, electrochemistry); visualization of the chemical phenomena from the macroscopic to the microscopic level; operational knowledge of general chemistry to solve stoichiometry exercises; familiarity with simple basic techniques of filtration and crystallization. Applying knowledge and understanding: ability to apply the theory to assign the names of the most common inorganic chemical compounds, to balance a chemical reaction, to perform stoichiometric calculations, to solve numerical problems with gases, solutions, and acid or basic substances, and electrochemistry; ability to correlate the chemical structure with the physical properties and reactivity of the compounds; acquire the ability to interpret and rationalize chemical reactions from a critical and non-mnemonic point of view, using a scientific methodological approach to be applied to subsequent studies in other fields of chemistry and biology; ability to collect experimental data in a suitable way; ability to apply theoretical concepts to the execution and understanding of the experiments and to the interpretation of the results. Making judgements: ability to interpret and rationalize chemical processes from a critical point of view, using a scientific methodological approach; ability to draw conclusions on stoichiometry problems and to choose between different methods; skill to analyze critically the results of the laboratory experiences, understanding possible errors and suggesting solutions.; ability to make choices and express judgments. Communication skills: ability to use a suitable scientific language when answering the questions; acquisition of a vocabulary of chemical terms to be able to expose topics of technical and conceptual nature in a precise, concise and clear manner; skill to report on the work done (and generally on chemical-scientific topics) in a precise, concise and clear manner; ability to write a scientific report. Learning skills: ability to use the material provided for a subsequent reasoned use and further individual study of one the subjects, in particular, writing a report.
Modules
Course ID Course SSD Teachers Agenda web
S0321CHIMICA GENERALE E INORGANICA CHIM/03 - CHIMICA GENERALE E INORGANICA Botta Mauro Not available
S1359ESERCITAZIONI DI STECHIOMETRIA CHIM/03 - CHIMICA GENERALE E INORGANICA Artizzu Flavia, Botta Mauro Not available
S0323LABORATORIO DI CHIMICA GENERALE E INORGANICA CHIM/03 - CHIMICA GENERALE E INORGANICA Cassino Claudio, Carniato Fabio, Botta Mauro Not available
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Course
CHIMICA GENERALE E INORGANICA
Course ID
S0321
Academic Year
2024/2025
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
BOTTA Mauro
Teachers
Botta Mauro
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
CHIM/03 - CHIMICA GENERALE E INORGANICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il modulo fornisce i concetti di base della chimica generale ed inorganica: conoscenza delle proprietà, composizione e struttura della materia, degli equilibri chimici, termodinamica e cinetica chimica ed elettrochimica.
The module provides the basic concepts of general and inorganic chemistry: knowledge of the properties, composition and structure of matter, chemical equilibrium, chemical thermodynamics and kinetics and electrochemistry.
Testi di riferimento/Textbooks
1) Kotz, Treichel, Townsend, Treichel, Chimica, Edises, VII Ed., 2021 2) J. Overby, R. Chang, Fondamenti di Chimica Generale, IV Ed., Mc Graw Hill 2024 3) P. Atkins, L. Jones, L. Laverman, Fondamenti di Chimica Generale, Zanichelli, II edizione italiana, 2018 4) M. S. Silberberg, P. G. Amateis, S. Licoccia, CHIMICA, Quinta Edizione, Mc Graw Hill, 2023. Le diapositive del corso (files pdf) sono disponibili sulla piattaforma DIR
1) Kotz, Treichel, Townsend, Treichel, Chimica, Edises, VII Ed., 2021 2) J. Overby, R. Chang, Fondamenti di Chimica Generale, IV Ed., Mc Graw Hill 2024 3) P. Atkins, L. Jones, L. Laverman, Fondamenti di Chimica Generale, Zanichelli, II edizione italiana, 2018 4) M. S. Silberberg, P. G. Amateis, S. Licoccia, CHIMICA, Quinta Edizione, Mc Graw Hill, 2023. Course slides (pdf files) are available on the DIR platform
Obiettivi formativi/Mission
Presentare chiaramente i principi fondamentali della Chimica. Fornire solide basi per comprendere gli eventi chimici a livello molecolare. Introdurre le/gli studentesse/studenti all’uso del concetto struttura-proprietà. Abilità: introdurre le/gli studentesse/studenti all’uso del concetto struttura-proprietà ed all’interpretazione molecolare dei fenomeni chimici. Il corso ha anche lo scopo di sviluppare il senso critico che permette alla/allo studentessa/studente di trarre conclusioni su questioni attinenti agli argomenti trattati. Abilità comunicative: acquisire e saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli equilibri chimici e alle tecniche affrontate nel corso.Capacità di apprendimento: saper utilizzare il materiale fornito per un successivo uso ragionato e un approfondimento ulteriore.
Objectives of the course are: to clearly present the basic principles of chemistry; to provide solid basis and knowledge for understanding the chemical events at the molecular level. Abilities: introduce the students to the use of structure-property concept. Ability in making judgements and driving conclusions from the results of his experiments. Communication skills: the students will be able to use a suitable chemical vocabulary in relation to the course arguments and methods. Learning skills: ability to use the material provided for a subsequent reasoned use and a further study.
Prerequisiti/Required background knowledge
Elementi base di matematica.
Basic elements of calculus.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali, presentazioni powerpoint ed esercizi guidati con relativa discussione collegiale in aula.
Classroom lectures, powerpoint presentations and guided exercises with open discussion.
Altre informazioni/Further information
Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato attraverso domande ed esercizi periodici forniti alle/agli studentesse/studenti con risoluzione successiva alla lavagna e autovalutazione. - 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.
The learning progress monitoring will be carried out through periodic questions and exercises given to students, followed by resolution on the blackboard and self-assessment. - Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the "Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti", consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/servicesstudents-physical-or-learning-disabilities. - Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L’esame è scritto (3 ore) e accedono alla prova le/gli studentesse/studenti che hanno superato la prima parte dell’esame. La prova è articolata in 15 domande (1 domande aperta e 14 esercizi non numerici). Il punteggio massimo della seconda parte è di 20/30 con un valore minimo per la sufficienza di 12 (conoscenza dei concetti base). La massima votazione è raggiunta con una solida conoscenza e abilità di applicare le conoscenze su tutti gli argomenti trattati. Sulla piattaforma DIR le/gli studentesse/studenti trovano, insieme alle dispense del Corso, un esempio di testo di esame completo. I risultati dell’esame mettono in luce il grado di comprensione dei concetti teorici, la capacità di utilizzarli per risolvere problemi di media difficoltà e il grado acquisizione di un linguaggio tecnico-scientifico adeguato attraverso le risposte alla domanda aperta. È inoltre valutata l’autonomia di giudizio attraverso la richiesta di esprimere giudizi e operare scelte comparate.
The exam is written (3 hours) and students who have passed the first part of the exam are admitted to this part. The exam is articulated in 15 questions (1 open question and 14 non-numerical exercises). Minimum value for sufficiency is 12 (knowledge of fundamental concepts). The highest grade is obtained with a solid knowledge and ability to apply the acquired knowledges on all the subjects. On the DIR platform students find, along with the slides of the course, a complete example of an exam paper. The results of the exam reveal the degree of understanding of theoretical concepts, the ability to use them to solve problems of medium difficulty and the degree to acquiring an adequate technical-scientific language in the answers to the open question. The independence of judgment is also assessed through the request to express judgments and make comparative choices.
Programma esteso/Content
Gli elementi, composti chimici, formule. La costante di Avogadro e il concetto di mole. Elementi di stechiometria. Nucleo, isotopi e radioattività. La teoria atomica: gli spettri atomici, l’atomo di Bohr, gli atomi multielettronici. Il sistema periodico e le proprietà periodiche degli elementi. Concetti fondamentali sul legame chimico: teoria di Lewis e geometria delle molecole mediante il modello VSEPR. Teorie del legame covalente. Legame ionico e metallico. Le forze intermolecolari, gli stati della materia e le loro proprietà principali. Le soluzioni e le loro proprietà: solubilità, tensione di vapore, pressione osmotica. Le reazioni chimiche e l’equazione chimica: bilanciamento di una reazione. I fondamenti della termodinamica chimica: entalpia, entropia ed energia libera. I principi dell’equilibrio chimico; la costante di equilibrio e il suo significato; spostamento dell’equilibrio. Gli equilibri acido-base. Equilibri eterogenei. Elettrochimica: le reazioni redox e gli stati di ossidazione; i potenziali standard e l’equilibrio delle reazioni redox; celle galvaniche ed elettrolitiche La cinetica chimica: velocità e ordine di una reazione; energia di attivazione; meccanismi di reazione; catalisi.
Elements, compounds, mixtures, formulas. The Avogadro constant and the mole concept. Elements of stoichiometry. Structure of the atom: nucleus, isotopes, radioactivity. The atomic theory: atomic spectra, the Bohr model, many-electron atoms. The periodic table and periodic properties of the elements. Basic concepts of the chemical bond: Lewis theory, shape of molecules using the VSEPR model. Models of covalent bonding. Ionic and metallic bond. Intermolecular forces, states of matter and their main properties. The solutions and their properties: solubility, vapor pressure, osmotic pressure. The chemical reactions and the chemical equation: balancing a chemical reaction. Thermodynamics: enthalpy, entropy and free energy. The principles of chemical equilibrium; the equilibrium state and the equilibrium constant; the response of equilibria to changes in conditions. Acid-base equilibria. Solubility equilibria. Electrochemistry: redox reactions and oxidation states; standard potentials and equilibrium constants. Chemical kinetics: rate law and reaction orders; activation energy; reaction mechanisms; catalysis.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e comprensione: solide conoscenze teoriche dei concetti fondamentali della chimica (moli, reazioni, legami e struttura molecolare, equilibri, pH delle soluzioni, termodinamica, cinetica, elettrochimica); visualizzazione dei fenomeni chimici dal livello macroscopico a quello microscopico. 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, sugli equilibri acido-base in soluzione acquosa e sull'elettrochimica; capacità di correlare la struttura chimica alle proprietà fisiche e alla reattività dei composti; 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. Autonomia di giudizio: capacità di interpretare e razionalizzare trasformazioni chimiche da un punto di vista critico, utilizzando un approccio metodologico scientifico; capacità di operare scelte ed esprimere giudizi. Abilità comunicative: capacità di utilizzare un appropriato linguaggio scientifico nel rispondere alle domande d’esame; acquisizione di un vocabolario di termini chimici per saper esporre argomenti di natura tecnico-concettuale in maniera precisa, concisa e chiara.
Knowledge and understanding: theoretical and operational knowledge about the fundamental laws of chemistry (mole, reaction, bonds and molecular structure, equilibrium, solution pH, thermodynamics, kinetics, electrochemistry); visualization of the chemical phenomena from the macroscopic to the microscopic level. Applying knowledge and understanding: ability to apply the theory to assign the names of the most common inorganic chemical compounds, to balance a chemical reaction, to perform stoichiometric calculations, to solve numerical problems with gases, solutions, and acid or basic substances, and electrochemistry; ability to correlate the chemical structure with the physical properties and reactivity of the compounds; acquire the ability to interpret and rationalize chemical reactions from a critical and non-mnemonic point of view, using a scientific methodological approach to be applied to subsequent studies in other fields of chemistry and biology. Making judgements: ability to interpret and rationalize chemical processes from a critical point of view, using a scientific methodological approach; ability to make choices and make evaluations. Communication skills: ability to use a suitable scientific language when answering the questions; acquisition of a vocabulary of chemical terms to be able to expose topics of technical and conceptual nature in a precise, concise and clear manner.
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Course
CHIMICA GENERALE E INORGANICA: ESERCITAZIONI DI STECHIOMETRIA
Course ID
S1359
Academic Year
2024/2025
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
BOTTA Mauro
Teachers
Artizzu Flavia, Botta Mauro
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
CHIM/03 - CHIMICA GENERALE E INORGANICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
C
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
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.
The module will deal with stoichiometry calculations strategies and problem solving related to the basic concepts illustrated the General and Inorganic Chemistry module: chemical nomenclature of inorganic compounds, balancing of chemical equations, chemistry laws calculations, solutions and their properties, chemical equilibria, acids and bases, electrochemistry.
Testi di riferimento/Textbooks
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
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 Additional suggested text in English: Chemistry in Quantitative Language: Fundamentals of General Chemistry Calculations, Christopher O. Oriakhi, Oxford University Press, 2021
Obiettivi formativi/Mission
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.
Background and skills: the main objective of the module is to provide the student with the necessary basic knowledge and tools to develop an appropriate problem-solving ability applied to stoichiometry problems related to General and Inorganic Chemistry. In particular, the module intends to guide the student toward a fully independent critical attitude in problem-solving, starting from the recognition of the dependent and independent variables, the design of the resolution strategy and finally, in the critical discussion and validation of the results. These skills and competences will be the basis for the successive laboratory course. The module will be developed by slowly increasing the degree of complexity of the proposed stoichiometry problems to include multi-level calculations on different topics, in order to stimulate the development of the capacity to identify the chemical system as a whole. Communications skills: the module will guide the student toward the acquisition and mastering of an appropriate chemical/scientific vocabulary.
Prerequisiti/Required background knowledge
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.
No particular prerequisites are expected, save for the basic competences of the TCI test, with particular reference to basic mathematics.
Metodi didattici/Teaching methods
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.
Classroom lectures, slide shows and guided exercises with open discussion. Students will be encouraged to supplement in-class work with individual homework for a successful fruition of the course.
Altre informazioni/Further information
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.
Students will be encouraged to actively participate to classes and guided through individual or collaborative problem-solving activity in order to stimulate preparation progresses and regularly test them. This approach will also favor the development of the expected specific communication skills. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/services-students-physical-or-learning-disabilities Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
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.
The final exam will consist in a written test to be performed in 3 h (max). The test will contain 5-8 questions (problems) which will include numerical exercises. Each question (problem) will correspond to a score of 1 to 3 points depending on the complexity. The maximum score attainable is 10 and the minimum score requested to gain access to the General and Inorganic Chemistry module is 6/10. The evaluation and scoring of the test will be primarily based on the capacity of the student to identify the unknown variables of the problem, implement a rational and justified resolution strategy and use the appropriate vocabulary and rigorous chemical symbolism.
Programma esteso/Content
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.
The Stoichiometry module is part of the integrated course of General and Inorganic Chemistry and consist in the quantitative solving of problems related to the main topics of General Chemistry. In particular the main topics of the module are: units of measurement and basic principles of statistics, chemical reactions and their balancing, chemical laws calculations, gases and their properties, solutions and their properties, chemical equilibria of homogeneous and heterogeneous systems, redox reactions and electrochemistry. A more detailed description of the contents of the module is available upon request.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
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.
Background knowledge: basic knowledge of general chemistry necessary for the resolution of stoichiometry problems. Competences and skills: ability to apply the acquired knowledge to the correct assignment of chemical nomenclature, balancing of chemical equations, stoichiometry calculations, resolution of problems on gases, solutions, chemical equilibrium, acids and bases and electrochemistry. Independent judgment ability: capability to independently implement the correct resolution strategies, analyze and validate data correctly and draw reliable conclusions. Communication skills: mastering of the appropriate scientific vocabulary and capability to realize a scholar presentation in a concise and clear manner.
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Course
LABORATORIO DI CHIMICA GENERALE E INORGANICA
Course ID
S0323
Academic Year
2024/2025
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
BOTTA Mauro
Teachers
Cassino Claudio, Carniato Fabio, Botta Mauro
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
CHIM/03 - CHIMICA GENERALE E INORGANICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano.
Italian.
Contenuti/Content Summary
Approfondimento di alcuni argomenti della Chimica Generale e introduzione alle principali tecniche sperimentali utilizzate in laboratorio. Le esercitazioni in laboratorio comprendono nozioni di sicurezza, lo studio di base degli equilibri in soluzione, dell’elettrochimica ed alcune semplici sintesi.
Further deepening of some topics of General Chemistry and introduction to the main experimental techniques used in the laboratory. The laboratory practice consists of safety concepts, the basic study of solution equilibria, electrochemistry and some simple inorganic syntheses.
Testi di riferimento/Textbooks
Sono messi a disposizione i lucidi del corso e le dispense del laboratorio (piattaforma DIR). Inoltre, si consiglia la consultazione dei seguenti testi: R. Breschi e A. Massagli, "Stechiometria", Edizioni ETS R. Morassi, G.P. Speroni, "Il laboratorio Chimico", Piccin Slowinski, Wolsey, Masterton, "Laboratorio di Chimica", Piccin
Teacher notes will be provided on the DIR platform. Recommended readings texts are: R. Breschi and A. Massagli, "Stoichiometry", Edizioni ETS R. Morassi, G.P. Speroni, "The Chemical Laboratory, Piccin Slowinski, Wolsey, Masterton, "Chemistry Laboratory", Piccin
Obiettivi formativi/Mission
Il corso si pone gli obiettivi di sviluppare: conoscenze di base sui materiali e le attrezzature presenti in un laboratorio chimico; conoscenze sulle tecniche e le operazioni fondamentali della chimica sperimentale; competenza preparativa di composti inorganici e loro purificazione; verifica sperimentale dei principali fenomeni della chimica in soluzione acquosa (acidità, neutralizzazione, potere tampone, precipitazione, cinetica, elettrolisi, processi galvanici). Le esperienze permettono quindi di utilizzare sperimentalmente alcune delle conoscenze fondamentali della Chimica Generale apprese durante il corso, affinando le abilità manuali nelle normali operazioni di laboratorio. Abilità comunicative: acquisire e saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli argomenti affrontati nel corso; saper compilare una relazione scientifica. Autonomia di giudizio: sviluppare la capacità di trarre conclusioni sui risultati delle loro esperienze. Capacità di apprendimento: saper utilizzare il materiale fornito per un successivo uso ragionato e un approfondimento ulteriore.
The course has the following objectives: to develop basic knowledge on materials and equipment of common use in the chemical laboratory; become familiar with the basic operations and techniques of chemical experiments; gain preliminary skills on preparation of inorganic compounds and their purification; experimental verification of the main chemical processes in aqueous solution (acidity, neutralization, buffering capacity, precipitation, electrolysis, galvanic processes). Abilities: develop the student skill in the basic laboratory practices. Learning skills and ability in making judgements and driving conclusions from the results of his experiments. Communication skills: the students will be able to use a suitable chemical vocabulary in relation to the course arguments and methods and to write reports on the results of his experiments. Making judgements: the student will be able to draw conclusions from the laboratory experiences. Learning skills: ability to use the material provided for a subsequent reasoned use and further study.
Prerequisiti/Required background knowledge
La frequenza dei corsi di chimica generale ed inorganica e delle esercitazioni di stechiometria sono utili complementi e supporti teorici all’attività sperimentale svolta.
Attendance at the modules of general and inorganic chemistry and stoichiometry are useful complements as theoretical supports for the experimental activity carried out in this course.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezione frontale in aula, attività di laboratorio, discussione delle esperienze. La studentessa e lo studente dovrànno anche produrre una relazione di approfondimento su una delle esperienze svolte in laboratorio.
Lectures in the classroom, laboratory activities with related discussion. The student has to write a detailed report reports on one of the laboratory experiences.
Altre informazioni/Further information
Il controllo dell'apprendimento in itinere viene effettuato attraverso esercitazioni individuali, comprensiva di discussione generale e calcoli stechiometrici. 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.
The learning progress monitoring involves individual report on each of the activities, including general discussion and stoichiometry tests. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/servicesstudents-physical-or-learning-disabilities. Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame: accedono alla prova le studentesse e gli studenti che hanno superato la prima parte dell’esame scritto. Inoltre, la studentessa e lo studente scrivono una relazione approfondita su una delle esperienze svolte per dimostrare la comprensione dei concetti, l’abilità di applicarli, la capacità di giudizio e la capacità di relazionare sul lavoro svolto. Inoltre, la relazione permette di valutare la capacità di apprendimento basata sull’utilizzo del materiale didattico fornito. L’esame prevede la valutazione della relazione. La valutazione è fino ad un max. di 3 punti per la parte di laboratorio (solida conoscenza dei concetti studiati e corretto linguaggio). Il requisito minimo per superare l’esame di Laboratorio consiste nella esecuzione delle esercitazioni e nella stesura di una relazione approfondita.
Examination: students who have passed the first part of the written exam are admitted to the second part of the exam. Moreover, the student writes a report on one of the experiences to demonstrate the understanding of the theoretical concepts, the ability to apply them, the ability of making judgements and the skill to report on the work done. Moreover, the report allows the evaluation of the learning skill based on the use of the provided teaching material. The exam consists of an evaluation of the report. The rating is up to a max. of 3 points for the laboratory (solid knowledge of and ability to apply the studied subjects and correct language). The minimum requirement to pass this exam is the execution of all the experiments and the preparation of a written detailed report.
Programma esteso/Content
Una parte del corso, di tipo teorico (1 CFU), prevede: i) nozioni delle titolazioni degli indicatori acido-base; ii) descrizione delle principali tecniche sperimentali utilizzate in laboratorio; iii) nozioni di base relative alle norme di sicurezza in laboratorio, procedure di primo soccorso e illustrazione delle schede dei prodotti chimici. Le attività pratiche di laboratorio (5 CFU) prevedono esercitazioni individuali comprendenti tecniche di base: pesata, filtrazione, cristallizzazione, distillazione, preparazioni di soluzioni a titolo noto, sintesi di composti inorganici semplici. Le applicazioni di tali operazioni riguarderanno le seguenti esercitazioni: preparazione di soluzioni a concentrazione stabilita e misura del pH con indicatori. Equilibri di idrolisi. Preparazione di soluzioni tampone. Proprietà anfotere di idrossidi metallici. Studio dei potenziali di riduzione di diversi elementi. Determinazione del grado di purezza di un sale impuro (NaCl). Sintesi dell’allume di cromo con calcolo della resa della preparazione. Equilibri eterogenei. Influenza del pH sulla solubilità. Elettrolisi di una soluzione di KI; elettrolisi dell’acqua. Sintesi di CuCl. Verranno forniti elementi su come stilare efficaci relazioni di laboratorio e su come utilizzare un corretto lessico.
A first part of the course, carried on in the classroom (1 credit), regards: i) acid-base titrations and indicators; ii) a description of the main experimental techniques used in the laboratory; iii) fundamental rules of laboratory safety, good laboratory practice and first aid procedures. The experimental activities in the laboratory (5 credits) is devoted to achieve practical expertise on basic operations (weighing, filtration, crystallization, distillation, preparation of known-title solutions, synthesis of simple inorganic compounds). The work in the laboratory is individual or in small groups, with a continuous tutoring by the teacher. The following experiments will be carried on: preparation of solutions with given concentration and pH determination with indicators. Hydrolysis. Preparation of buffer solutions. Properties of amphoteric metal hydroxides. Study of the reduction potentials of several elements. Determination of the purity of an impure salt (NaCl). Preparation of chromium alum with calculation of the yield of the preparation. Heterogeneous phase equilibria. Influence of pH on solubility. Electrolysis of a solution of KI; electrolysis of water. Preparation of CuCl. Suggestions will be provided on how to write an effective laboratory reports and how to use a correct vocabulary.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e comprensione: conoscenza di proprietà di acidi e basi, tamponi, reazioni redox, titolazioni, cinetica; familiarità con semplici tecniche di base di filtrazione e cristallizzazione. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: abilità di raccogliere dati sperimentali in modo corretto; 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; capacità di operare scelte. Abilità comunicative: abilità di relazionare sul lavoro svolto (e più in generale su argomenti chimico-scientifici) in maniera precisa, concisa e chiara; acquisizione di un appropriato linguaggio scientifico; capacità di stilare una relazione scientifica. Capacità di apprendimento: saper utilizzare il materiale fornito per un successivo uso ragionato e un approfondimento autonomo di uno degli argomenti svolti, attraverso la stesura di una relazione scritta.
Knowledge and understanding: knowledge of properties of acids and bases, buffer solutions, redox reactions, titrations, kinetics; familiarity with simple basic techniques of filtration and crystallization. Applying knowledge and understanding: ability to collect experimental data in a suitable way; ability to apply theoretical concepts to the execution and understanding of the experiments and to the interpretation of the results. Making judgements: skill to analyze critically the results of the laboratory experiences, understanding possible errors and suggesting solutions.; ability to do choices. Communication skills: skill to report on the work done (and generally on chemical-scientific topics) in a precise, concise and clear manner; achievement of a suitable scientific language; ability to write a scientific report. Learning skills: ability to use the material provided for a subsequent reasoned use and further individual study of one the subjects, in particular, writing a report.
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Course
CHIMICA ORGANICA I
Course ID
S0326
Academic Year
2024/2025
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
STEFANIA Rachele
Teachers
Stefania Rachele, Piscopo Laura
CFU
12.0
Teaching duration (hours)
96.0
Individual study time
0.0
SSD
CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA
Course type
Attività formativa integrata
Course mandatoriety
OBB
Year
1
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Modulo chimica organica Il modulo si propone di fornire i concetti base ed il linguaggio indispensabili per lo studio della Chimica Organica, nonché elementi fondamentali sulla nomenclatura, struttura e reattività delle più comuni classi di composti organici. Modulo laboratorio Verranno fornite agli studenti le nozioni fondamentali sulle tecniche di purificazione, caratterizzazione e riconoscimento di composti organici, con particolare attenzione alle norme di sicurezza da adottare in laboratorio.
Module Organic Chemistry The module provides the basic knowledge of organic chemistry: the concepts and language necessary for the study of organic chemistry as well as key elements on nomenclature, structure and reactivity of the most common classes of organic compounds. Module laboratory Students will be provided with basic knowledge on the techniques of purification, characterization and recognition of organic compounds, with particular attention to safety standards to be adopted in the laboratory.
Testi di riferimento/Textbooks
Modulo chimica organica 1) J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, "Chimica Organica"; PICCIN (ISBN 978-88-299-3233-7). 2) P. Yurkanis Bruice, “Chimica Organica”; EdiSES. 3) Brown, Foote, Iverson, “Chimica Organica”; EdiSES. 4) Smith, Capperucci, Menichetti, “Fondamenti di chimica Organica”, McGraw Hill. Per questo corso è obbligatorio, inoltre, adottare uno dei seguenti eserciziari: a) Guida alla soluzione dei problemi da "Chimica Organica” di W.H. Brown, B.L. Iverson, E.V. Anslyn, C.F. Foote, EdiSES (soluzioni degli esercizi riportati nel testo 2) b) M.V. D'Auria, O. Taglialatela Scafati, A. Zampella, " Guida ragionata allo svolgimento di esercizi di chimica organica", Loghìa. Modulo laboratorio 1) Marco D’ischia, “la chimica organica in laboratorio” Piccin, Padova D. Pocar, 2) R. M. Roberts, J.C. Gilbert, S.F. Martin, “chimica organica sperimentale”, Zanichelli, Bologna 3) A.I. Vogel, “Chimica organica pratica", Ambrosiana, Milano
Module Organic Chemistry J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, "Organic Chemistry"; PICCIN (ISBN 978-88-299-3233-7). 2) P. Yurkanis Bruice, Organic Chemistry; EdiSES. 3) Brown, Foote, Iverson, Organic Chemistry; EdiSES. 4) Smith, Capperucci, Menichetti, “Fondamenti di chimica Organica”, McGraw Hill. For this course, it is advisable to use one of the following exercise books: a) Student Study Guide and Solutions Manual for Organic Chemistry from W.H. Brown, B.L. Iverson, E.V. Anslyn, C.F. Foote, EdiSES (solutions of excercises presented in text 2) b) M.V. D'Auria, O. Taglialatela Scafati, A. Zampella, "Esercizi di Chimica Organica", Loghìa, Napoli, 2007. Module Laboratory 1) Marco D’ischia, “la chimica organica in laboratorio” Piccin, Padova D. Pocar, 2) R. M. Roberts, J.C. Gilbert, S.F. Martin, “chimica organica sperimentale”, Zanichelli, Bologna 3) A.I. Vogel, “Chimica organica pratica", Ambrosiana, Milano
Obiettivi formativi/Mission
Modulo chimica organica Conoscenza e comprensione. Il corso intende fornire le basi della chimica dei composti del carbonio attraverso la conoscenza della struttura e della reattività dei principali gruppi funzionali, dei meccanismi delle più importanti reazioni e dei principi fondamentali della stereochimica organica. Capacità di applicare conoscenza e comprensione. La/Lo studentessa/studente sarà in grado di applicare i concetti teorici assimilati per risolvere esercizi di nomenclatura, streochimica e reattività di molecole organiche. Abilità comunicative. La/Lo studentessa/studente dovrà aver acquisito e dovrà saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli argomenti affrontati nel corso. Dovrà inoltre saper esporre in modo corretto, chiaro e conciso i meccanismi con cui le molecole organiche reagiscono e saper prevedere i prodotti di una reazione. Autonomia di giudizio. La/Lo studentessa/studente dovrà essere capace di prevedere proprietà e reattività di una molecola in base alla struttura di un composto e la sua somiglianza con le famiglie di composti studiati. La/Lo studentessa/studente dovrà altresì dimostrare la capacità collegamento-confronto di temi sviluppati in tempi diversi durante il corso. Capacità d’apprendimento: La/Lo studentessa/studente dovrà essere in grado di utilizzare il materiale didattico (slide ed esercizi forniti dal docente, libri di testo) per uno studio approfondito, critico e ragionato. Modulo laboratorio Scopo principale del corso è quello di fornire alle/agli studentesse/studenti la conoscenza delle tecniche e le capacità pratiche necessarie per riconoscere, separare e purificare i principali composti organici; la conoscenza delle tecniche e la capacità di eseguire saggi di riconoscimento di gruppi funzionali; le capacità di lavorare in gruppo e di stilare una relazione di laboratorio. Abilità comunicative e autonomia di giudizio: familiarizzare la/lo studentessa/studente con la stesura del quaderno di laboratorio e la scrittura di relazioni inerenti l’attività svolta in laboratorio e l’interpretazione dei risultati ottenuti nel corso degli esperimenti. Capacità di apprendere e autonomia: la/lo studentessa/studente dovrà dimostrare di saper trarre conclusioni corrette sulla reattività di base e dei gruppi funzionali di una sostanza organica attraverso l’osservazione sperimentale e autonomia nella scelta delle tecniche sperimentali più adatte.
Module Organic Chemistry Knowledge and understanding.The course aims to provide the basics of the chemistry of carbon compounds through the knowledge of the structure and reactivity of the main functional groups, the mechanisms of the most important reactions and the fundamental principles of organic stereochemistry.Ability to apply knowledge and understanding.The student will be able to apply the theoretical concepts assimilated to solve exercises of nomenclature, streochemistry and reactivity of organic molecules.Communication skills.The student must have acquired and will have to know how to use an appropriate chemical vocabulary in relation to the topics covered in the course. It should also be able to present correctly, clearly and concisely, the mechanisms by which organic molecules react and know how to predict the products of a reaction.Making judgmentsThe student must be able to predict the properties and reactivity of a molecule on the basis of the structure of a compound and its similarity with the families of compounds studied.The student must also demonstrate the ability to link/compare the different topics covered during the course.Learning skillsThe student must be able to use the teaching material (slides and exercises provided by the teacher, textbooks) for a detailed, critical and reasoned study. Module laboratory The main purpose of the course is to provide students with the knowledge of the techniques and practical skills needed to recognize, separate and purify the main organic compounds; the knowledge of the techniques and the ability to perform tests for the functional groups present in an organic compound; the ability to work in groups and to issue a laboratory report. Communication skills and self judgement: familiarize the student with the drafting of the laboratory notebook and the writing of reports concerning the activities carried out in the laboratory and the interpretation of the results obtained during the experiments. Ability to learn and autonomy: the student must demonstrate how to draw correct conclusions about the basic reactivity and functional groups of an organic substance through experimental observation and autonomy in choosing the most appropriate experimental techniques.
Prerequisiti/Required background knowledge
Modulo chimica organica È necessario avere assimilato gli argomenti trattati nei corsi di Chimica Generale ed Inorganica Modulo laboratorio Aver frequentato il laboratorio di chimica generale ed inorganica.
Module Organic Chemistry Knowledge of the subjects taught in the General Chemistry course. Module laboratory Attendance of General and Inorganic chemistry laboratory.
Metodi didattici/Teaching methods
Modulo chimica organica La didattica si svolgerà mediante lezioni frontali attraverso l’uso di presentazioni powerpoint e spiegazioni alla lavagna. Saranno fornite agli studenti le diapositive utilizzate durante le lezioni, tramite piattaforma D.I.R.Oltre alle lezioni frontali verranno svolti esercizi in aula da parte del docente e anche con il coinvolgimento degli studenti per approfondire gli argomenti trattati a lezione. I concetti oggetto del corso verranno discussi collegialmente in aula e applicati direttamente durante le esercitazioni in aula per stimolare negli studenti il senso critico e l’autonomia di giudizio. Le abilità comunicative saranno stimolate attraverso l’uso di una terminologia appropriata alla materia. Le capacità di apprendere verranno favorite tramite l’integrazione dei libri di testo con materiale fornito dal docente. Modulo laboratorio Il laboratorio si articola in una parte di lezioni teoriche in aula alle quali faranno seguito le esercitazioni pratiche in piccoli gruppi. Per ogni esperienza viene fornita alle/agli studentesse/studenti una parte introduttiva ai diversi esperimenti con domande ed esercizi che inducono a verificare le proprie capacità di apprendimento e rimandano al materiale bibliografico fornito. Durante lo svolgimento delle singole esperienze l’insegnante e il tutor propongono ai singoli gruppi e collegialmente un commento e una discussione sul significato delle operazioni svolte. La/lo studentessa/studente dovrà inoltre redigere singolarmente un quaderno di laboratorio.
Module Organic Chemistry The course is based on classroom lectures, powerpoint presentations and guided exercises. The slides used during the lessons will be provided to the students through the D.I.R. platform.In addition to the lectures, exercises will be held in the classroom by the teacher also with the involvement of students to learn more in detail about the topics covered in class. The concepts covered by the course will be discussed collegially in the classroom and applied directly in the exercises to stimulate students' critical sense and independence of judgment. Communication skills will be stimulated using appropriate terminology. The learning skills will be favored through the integration of textbooks with material provided by the teacher. Module laboratory The lab is divided into a part of theoretical classroom lessons to which practical exercises will be followed. For each experience, the student is provided with an introductory part to the various experiments and questions that allow to underline what has been learned during the experiment. During the course of experiences, the teacher and the tutor propose to the groups and collegially a comment and a discussion on the meaning of the operations carried out. The student should also individually prepare a lab sheet.
Altre informazioni/Further information
Modulo chimica organica Sarà a disposizione un docente di supporto alla didattica che svolgerà ulteriori esercizi insieme agli studenti. Il docente è a disposizione della/dello studentessa/studente per eventuali chiarimenti o spiegazioni degli argomenti trattati durante il corso. Modulo laboratorio Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato attraverso il controllo quotidiano da parte del docente del quaderno di laboratorio con la descrizione e i commenti alle esperienze svolte e le risposte alle domande presenti nella scheda dell’esperienza. 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._
Module Organic Chemistry There will also be teaching support that will carry out additional exercises with students.The teacher is available to the student for any clarification or explanation of the topics covered during the course. Module laboratory The learning control in progress will be carried out through the daily control of the laboratory notebook with descriptions and comments on the laboratory experiences and the answers to the questions found in the experience card. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the __Staff. Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti__, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/servicesstudents-physical-or-learning-disabilities._ Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Modulo chimica organica L’esame consiste in uno scritto di 10 esercizi e successiva discussione orale per coloro che hanno superato la prova scritta. Dei 10 esercizi dell’esame scritto 5 esercizi sono su nomenclatura (saper scrivere correttamente la struttura di una molecola dal nome IUPAC e viceversa), isomeria e risonanza (saper assegnare le configurazioni di stereocentri e la disposizione degli elettroni all’interno di una molecola) e 5 esercizi su reattività (saper prevedere i prodotti di una reazione), sintesi (individuare una via di sintesi anche di più passaggi) e meccanismi di reazione. Sia l’esame scritto che l’orale permettono di valutare le conoscenze teoriche della/dello studentessa/studente, la sua capacità di scrivere formule e meccanismi di reazione e l’abilità nel prevedere i prodotti di una reazione a partire da determinati reagenti oltre che spiegare l’andamento e la stereochimica di una reazione in base al meccanismo della stessa. La sufficienza viene raggiunta dimostrando di avere compreso e di essere in grado di utilizzare anche attraverso gli esercizi i concetti fondamentali degli argomenti trattati durante il corso. Imprescindibile al superamento dell’esame è inoltre la capacità di scrivere correttamente formule e meccanismi di reazione nell’esame scritto e alla lavagna. Altri parametri di giudizio sono: la capacità di organizzare ed esporre con chiarezza la propria risposta e l’acquisizione della appropriata terminologia (capacità di apprendere). L’eccellenza può essere conseguita dimostrando una spiccata capacità di collegamento-confronto di temi sviluppati in tempi diversi durante il corso (autonomia di giudizio). Modulo laboratorio Viene giornalmente valutata la capacità della/dello studentessa/studente di organizzazione il tempo e lo spazio a disposizione per svolgere le singole esperienze, rispettando le norme di sicurezza, la capacità di raccogliere i dati e di analizzare i risultati mediante il controllo della stesura del quaderno di laboratorio. Nell’ultima esperienza verrà valutata la capacità della/dello studentessa/studente di applicare le competenze acquisite durante il corso attraverso l’identificazione qualitativa di una sostanza incognita. Al termine del corso è previsto un esame scritto con 5 quesiti tra esercizi e domande aperte sull’applicazione delle conoscenze teoriche acquisite applicate a casi reali sulla base di quelli proposti al fondo della scheda delle singole esperienze del laboratorio. Parte integrante della valutazione è la stesura di una relazione scritta su ciascuna esercitazione di laboratorio da consegnarsi al termine del corso, mirata a valutare la capacità di raccogliere i dati, di analizzare criticamente i risultati ottenuti e le abilità comunicative. Segue una esposizione orale che verterà sulla discussione di almeno una esperienza di laboratorio e sulla descrizione di una tecnica di purificazione dei composti organici mirata a verificare l’autonomia di giudizio e le capacità di apprendimento. La sufficienza viene raggiunta dimostrando di aver acquisito le basi teoriche fondamentali delle tecniche proposte e di saper applicare le stesse per la soluzione di problemi semplici, di avere un lessico appropriato e di saper esporre in modo chiaro. L’eccellenza può essere raggiunta dimostrando di aver acquisito la capacità di scegliere in modo critico la migliore combinazione di tecniche di isolamento e purificazione e di avere una idea precisa di ciò che deve essere fatto sperimentalmente e come farlo oltre a una stesura accurata delle relazioni finali. Il voto finale verrà formulato in modo collegiale a partire dalla media pesata dei voti del corso teorico e di laboratorio, tenuto conto della capacità di dimostrare da parte della studentessa/studente di aver assimilato i concetti dei due moduli ed essere in grado di applicare le conoscenze teoriche acquisite.
Module Organic Chemistry The exam consists of written exam with 10 exercises regarding the whole program and subsequent oral discussion for those who have passed the written exam. In particular, there will be 5 exercises on nomenclature (correctly write the structure of a molecule from the name IUPAC and vice versa), isomerism and resonance (assign the configurations of stereocentres and the arrangement of electrons  within a molecule able to give resonance) and 5 exercises on reactivity (predict the products of a reaction), synthesis (identifying a synthetic pathway also of several steps) and reaction mechanisms (the knowledge of a reaction mechanism allows to predict the products). Both the written and oral exam allow to evaluate the student's theoretical knowledge, his ability to write formulas and reaction mechanisms and the ability to predict the products of a reaction starting from certain reagents as well as explaining the evolution and the stereochemistry of a reaction based on its mechanism.The passing grade is achieved by demonstrating that the student has understood the subject and is able to use the basic concepts of the topics covered during the course through the exercises. The ability to correctly write formulas and reaction mechanisms in the written exam and on the blackboard is also essential in order to pass the exam. Other parameters of judgment are: the ability to organize and clearly expose the answer and the acquisition of the appropriate terminology (learning skills). Excellence can be achieved by demonstrating a strong ability to link-compare different topics covered during the course (making judgements). Module laboratory In the laboratory, the organizer's ability is assessed on a daily basis, the time and space available to carry out individual experiences, complying with safety standards, the ability to collect data, and analyze the results by controlling the writing of the lab sheet. through the latest experience, the student's ability to apply the skills acquired during the course through the qualitative identification of an unknown substance will be evaluated a written exam is scheduled at the end of the course consisting of five questions between open exercises and open questions on the application of acquired theoretical knowledge applied to real cases based on those proposed at the bottom of the card of the individual experiences. An integral part of the assessment is the drawing up of a written report on each laboratory experience to be delivered at the end of the course, aimed at evaluating the ability to collect data, critically analyze the obtained results and communicative skills. Followed by an oral presentation of the same through an interview aimed at verifying that the student has sufficient theoretical basis and has understood the meaning of the lab activities. Sufficient is achieved by demonstrating that they have acquired the basic theoretical bases of the techniques proposed and know how to apply them to solve simple problems, to have an appropriate vocabulary and to be able to expose them clearly. Excellence can be achieved by demonstrating that it has acquired the ability to critically select the best combination of isolation and purification techniques and have a precise idea of what needs to be done experimentally and how to do it in addition to a thorough drafting of final reports based on a careful observation of laboratory experiments. The final grade will be formulated in a collegial way starting from the weighted average of the grades of the theoretical and laboratory course, considering the ability of the student to have assimilated the concepts of the two modules and to be able to apply the theoretical knowledge acquired.
Programma esteso/Content
Modulo chimica organica Legame covalente e forma delle molecole. Ibridazione ed angoli di legame. Molecole polari e non polari. Risonanza. Alcani e cicloalcani. Struttura degli alcani. Isomeria costituzionale. Nomenclatura IUPAC. Gruppi funzionali. Metodi di nomenclatura e priorità dei gruppi funzionali. Isomeria conformazionale di alcani e cicloalcani. Isomeria geometrica nei cicloalcani. Isomeria geometrica negli alcheni, il sistema E/Z. Chiralità. Stereoisomeria. Designazione degli stereocentri-il sistema R,S. Molecole acicliche con due o più stereocentri. Molecole cicliche con due o più stereocentri. Proprietà degli stereoisomeri. Separazione di enantiomeri: risoluzione. Risonanza e delocalizzazione elettronica. Reattività. Carbocationi e carbanioni. Effetto induttivo ed effetto mesomero. Nucleofili ed elettrofili. Radicali e reazioni radicaliche. Acidi e basi di Bronsted e di Lewis. Misura quantitativa della forza di acidi e basi. Stabilizzazione della base coniugata. Struttura molecolare ed acidità. Posizione dell'equilibrio in reazioni acido-base. Reazione di alcani e alcheni. Meccanismi di reazione e profili di energia. Reazioni di addizione elettrofila. Ossidazione degli alcheni- formazione di glicoli. Riduzione degli alcheni. Reazioni che producono composti chirali. Alchini. Reazioni di addizione di alogeni, di idratazione e di idrogenazione. I composti organici alogenati. Le reazioni di sostituzione nucleofila alifatica. Fattori che influenzano le velocità delle reazioni SN1 e SN2. Analisi di varie reazioni di sostituzione nucleofila alifatica. Reazioni di eliminazione E1 ed E2. Competizione fra reazioni di sostituzione ed eliminazione. Alcoli, eteri e tioli. Proprietà fisiche. Preparazione e reattività degli alcoli. Ossidazione di alcoli. Reazioni degli eteri. Epossidi. Apertura d'anello degli epossidi catalizzata da acidi o da basi. I composti aromatici. Struttura del benzene. Concetto di aromaticità. Sostituzione elettrofila aromatica. Ossidazione in posizione benzilica. Disostituzione. Fenoli. Sostituzione nucleofila aromatica. Sali di arendiazonio e loro reattività. Aldeidi e chetoni. Struttura e reattività del gruppo carbonilico. Addizione di nucleofili con centro reattivo sul carbonio, sull'ossigeno, o sull'azoto. Meccanismi di reazione. Ossidazione. Riduzione. Tautomeria cheto-enolica. Alfa-sostituzione. Condensazione aldolica. Gli acidi carbossilici e i loro derivati. Struttura e acidità. Riduzione. Esterificazione. Conversione in alogenuri acilici. Reazione con ammine. Idrolisi dei derivati funzionali. Interconversione dei derivati funzionali. Nitrili. Decarbossilazione. Sintesi malonica. Ammine ed altri composti azotati. Struttura e basicità. Preparazione e reattività. Carboidrati. Monosaccaridi. La struttura ciclica dei monosaccaridi. Reazioni dei monosaccaridi. Disaccaridi ed oligosaccaridi. Polisaccaridi. Lipidi. Trigliceridi. Saponi e detergenti. Steroidi. Fosfolipidi. Amminoacidi, peptidi e proteine. Proprietà acido-base degli amminoacidi. Struttura primaria di polipeptidi e proteine. Forme tridimensionali di polipeptidi e proteine. Cenni sulla struttura di nucleotidi e di acidi nucleici.Il materiale didattico verrà descritto e illustrato per stimolare la capacità di apprendimento tramite l’integrazione dei libri di testo con materiale fornito dal docente. Modulo laboratorio La prima parte consentirà alla/allo studentessa/studente di acquisire le informazioni necessarie per lavorare in un laboratorio chimico seguendo le attuali norme di sicurezza: verranno dettagliatamente illustrati i rischi connessi all'uso di sostanze chimiche e la normativa vigente relativa all'utilizzo e allo smaltimento delle stesse. Si passerà quindi a chiarire i principi alla base delle tecniche di cristallizzazione, estrazione, distillazione (semplice, frazionata, a pressione ridotta, azeotropica, in corrente di vapore), sublimazione, determinazione del punto di fusione e di ebollizione di una sostanza pura: ad ogni lezione teorica seguirà un'esercitazione corrispondente in laboratorio. La parte analitica prevede lutilizzo dei i principali saggi di riconoscimento di gruppi funzionali quali il saggio di Lucas per gli alcoli, Tollens per le aldeidi, bromo in tetracloruro per i doppi legami, diazocopulazione e Hinsberg per le ammine, iodoformio per i metilchetoni. A conclusione di questa parte analitica verranno fornite alla/allo studentessa/studente sostanze incognite che egli dovrà identificare sulla base delle nozioni acquisite. Verranno eseguite anche delle semplici reazioni: esterificazione quali sintesi dell'aspirina (acido acetilsalicilico), dell'olio di gaulteria (salicilato di metile) e dell'essenza di banana (salicilato di isopentile): le reazioni di idrolisi degli esteri saranno seguite utilizzando la tecnica di cromatografia su strato sottile. Come esempi di estrazione e purificazione di sostanze naturali verranno allestite esperienze atte a isolare i carotenoidi e le clorofille A e B dagli spinaci, la caffeina da tè e caffè e l'aldeide cinnamica dalla cannella.
Module Organic Chemistry Covalent bond, shape of the molecules. Ibridation and bond angles. Alkanes and cycloalkanes Constitutional Isomers. IUPAC nomenclature. Functional groups. Conformational isomers. Geometric isomers in cycloalkanes and alkenes. The E/Z system. Chirality. Stereoisomerism. The R,S system. Enantiomers separation. Resonance and electronic delocalization. Carbocations and carbanions. Inductive and mesomeric effects. Nucleophiles and electrophiles. Radicals and radicalic reactions. Bronsted and Lewis Acid and bases. Molecular structure and acidity. Alkanes and alkenes reactivity. Reaction mechanisms and energetic profiles. Electrophilic addition reactions. Oxidation and reduction of alkenes. Alkynes. Electrophilic addition of alogens and water. Hydrogenation. Alogenoalkanes. Nucleophilic substitution reactions SN1 e SN2. Analysis of the factors influencing the reaction rates. Elimination reactions E1 and E2. Competition between substitution and elimination reactions. Alcohols, eters and thiols. Reactivity of alcohols and ethers. Epoxides. Acid or base catalysed epoxide ring opening. Aromatic compounds. Benzene and aromaticity. Electrophilic aromatic substitution. Phenols. Oxidation in benzylic position. Nucleophilic aromatic substitution. Arendiazonium salts and their reactivity. Aldehydes and ketones. Carbonyl group structure and reactivity. Nucleophilic addition of carbanions, alcohols and amines. Reaction mechanisms. Oxidation and reduction. Keto-enol tautomerism. Alfa-substitution. Aldol condensation. Carboxylic acids and their derivatives. Reduction. Esterification. Conversion to acyl chlorides. Reaction with amines. Hydrolysis of functional derivatives. Nitriles. Decarboxylation. Amines and other azo-compounds. Structure and basicity. Preparation and reactivity. Carbohydrates. Monosaccharides. Cyclic structure of monosaccharides and their reactions. Disaccharides and polysaccharides. Lipids. Triglycerids. Soaps and detergents. Steroids. Phospholipids. Amino acids, peptides and proteins. Acid-base properties of amino acids. Primary, secondary and tertiary structure of peptides and proteins. Nucleotides and nucleic acids.The teaching material will be described and illustrated to stimulate learning skills through the integration of textbooks with material provided by the teacher. Module laboratory The first part will allow the student to acquire the information needed to work in a chemical laboratory according to current safety standards: will be explained in detail the risks associated with the use of chemicals and the regulations relating to the use and disposal of the same. A large part of course is spent learning techniques in organic chemistry, including crystallization, TLC, distillation (simple, fractional, under reduced pressure, azeotropic, in a current of steam), extraction, sublimation, determination of melting point and boiling point of a pure substance. Each lecture will be followed by a corresponding laboratory experience. The analytical part consists of functional groups identification with confirmatory tests: the Lucas test for alcohols, Tollens test for aldehydes, bromine tetrachloride to the double bonds, Hinsberg test for amines, and iodoform test for methyl ketones. In the end, the student must identify an unknown substance through the knowledge learned. Students will conduct simple reactions: synthesis of aspirin (acetylsalicylic acid), oil of wintergreen (methyl salicylate) and the essence of banana (salicylate, isopentyl) ester hydrolysis, the reactions will be followed with thin-layer chromatography. As examples of extraction and purification of natural substances will be isolated carotenoids and chlorophylls A and B from spinach, caffeine from tea and coffee and cinnamic aldehyde from cinnamon.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Modulo chimica organica Conoscenza e capacità di comprensione Conoscere la struttura chimica e elettronica delle molecole organiche e le implicazioni sulla loro reattività. Conoscere il significato di isomeria in tutte le sue declinazioni. Conoscere la reattività principale di ciascun gruppo funzionale. Conoscere i principali meccanismi di reazione. Conoscere il significato di aromaticità. Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Riconoscere i gruppi funzionali in modo da saper dare alle molecole proposte la corretta nomenclatura secondo le regole IUPAC. Ricavare la struttura dal nome IUPAC e viceversa. Riconoscere la stereochimica di una molecola. Saper spiegare l’andamento e la stereochimica di una reazione in base al meccanismo della stessa. Acquisizione di conoscenze sulle proprietà delle principali classi di composti organici e loro comportamento chimico. Sapere discutere in base alla struttura dei reagenti e alle condizioni di reazione il/un possibile cammino di reazione. Autonomia di giudizio Essere in grado di valutare in base alla struttura di un composto e la sua somiglianza con le famiglie di composti studiati quali previsioni possono essere fatte circa le proprietà molecolari. Acquisizione della capacità di interpretare e razionalizzare le reazioni organiche in termini di meccanismo di reazione e di affrontare lo studio della materia mediante un apprendimento critico e non mnemonico. Capacità di collegamento-confronto di argomenti diversi. Abilità comunicative Capacità di esporre una serie di dati relativi a una famiglia di composti organici e ricondurli ai principi base della disciplina. Capacità di organizzare ed esporre con chiarezza la propria risposta e l’acquisizione della appropriata terminologia. Capacità d’apprendimento Acquisizione della capacità di utilizzare il materiale didattico per uno studio critico e ragionato. Capacità di aggiornamento e ampliamento delle conoscenze sulla disciplina attraverso la consultazione di testi didattici più avanzati. Modulo laboratorio Conoscenza e capacità di comprensione Conoscenza della teoria alla base delle tecniche di separazione, purificazione e controllo della purezza dei composti organici. Conoscenza dei principali saggi di riconoscimento dei gruppi funzionali. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Capacità di raccogliere i dati delle singole esperienze e di compilare in maniera corretta il quaderno di laboratorio. Capacità di eseguire semplici operazioni di laboratorio: tecniche di separazione, purificazione e tecniche di controllo della purezza dei composti organici. Capacità di eseguire saggi di riconoscimento dei gruppi funzionali. Autonomia di giudizio Capacità di interpretare i risultati ottenuti nel corso delle esperienze e di individuare eventuali errori commessi. Abilità comunicative Capacità di descrivere in maniera appropriata, utilizzando la corretta terminologia scientifica, le operazioni svolte in laboratorio attraverso la stesura quotidiana del quaderno di laboratorio e della relazione finale; essere in grado di descrivere chiaramente l’uso delle varie tecniche sperimentali apprese nel corso. Capacità di apprendimento Capacità di leggere ed eseguire una procedura sperimentale di purificazione o identificazione di composti organici. Capacità di apprendere attraverso l’osservazione dei dati sperimentali.
Module Organic Chemistry Knowledge and understanding Knowledge of the chemical and electronic structure of organic molecules and their implications for their reactivity.Knowledge of the meaning of isomerism in all its declinations.Knowledge of the main reactivity of each functional group.Knowledge of the main reaction mechanisms.Knowledge of the meaning of aromaticity.Applying knowledge and understanding: Ability to recognize functional groups in order to give the proposed molecules the correct nomenclature according to IUPAC rules.Obtain the molecular structure from the IUPAC name and vice versa.Recognize the stereochemistry of a molecule.Ability to explain the course and the stereochemistry of a reaction on the basis of its mechanism.Acquisition of knowledge and skills on the properties of the major classes of organic compounds and their chemical behavior.Ability to discuss the possible reaction pathway according to the structure of the reagents and the reaction conditions.Making judgements Ability to evaluate from the structure of a compound and its similarity with the families of compounds studied which predictions can be made about its molecular properties.Ability to interpret and rationalize organic reactions in terms of reaction mechanism and to address the study of the subject through critical and non-mnemonic learning.Ability to connect and compare different topics covered during the course.Communication skillsAbility to present a set of data on a family of organic compounds and connect them to the core principles of the discipline.Ability to clearly organize and explain the answer by acquiring the appropriate terminology.Learning skillsAbility to use teaching material for a critical and rational study.Ability to update and expand knowledge of the discipline through the consultation of more advanced teaching texts. Module laboratory Knowledge and understanding skills Knowledge of the theory underlying the techniques of separation, purification and control of the purity of organic compounds. Knowledge of the main essays recognition of functional groups. Ability to apply knowledge and understanding Ability to collect data of individual experiences and correctly fill in the laboratory notebook. Autonomy of judgment Ability to interpret the results obtained during the experiments and to identify any mistakes made Communicative Skills Ability to appropriately describe, using the correct scientific terminology, the operations carried out in the laboratory be able to clearly describe the use of various concepts learned in the course. Learning ability Ability to read and perform an experimental procedure for purification or identification of organic compounds Ability to learn through observation of experimental data.
Modules
Course ID Course SSD Teachers Agenda web
S0327CHIMICA ORGANICA I CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA Stefania Rachele Not available
S0328LABORATORIO DI CHIMICA ORGANICA I CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA Piscopo Laura, Stefania Rachele Not available
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Course
CHIMICA ORGANICA I
Course ID
S0327
Academic Year
2024/2025
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
STEFANIA Rachele
Teachers
Stefania Rachele
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Il modulo si propone di fornire: i concetti base ed il linguaggio indispensabili per lo studio della Chimica Organica nonché elementi fondamentali sulla nomenclatura, struttura e reattività delle più comuni classi di composti organici.
The module provides the basic knowledge of organic chemistry: the concepts and language necessary for the study of organic chemistry as well as key elements on nomenclature, structure and reactivity of the most common classes of organic compounds. See “Programma esteso” (Extended Program) for more detailed information.
Testi di riferimento/Textbooks
Brown, Foote, Iverson, “Chimica Organica”, EdiSES; P. Yurkanis Bruice, “Chimica Organica”, EdiSES; Janice Gorzynski Smith, Antonella Capperucci, Stefano Menichetti Fondamenti di Chimica Organica, McGraw-Hill; J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, "Chimica Organica"; PICCIN. Per questo corso è obbligatorio, inoltre, adottare uno dei seguenti eserciziari: M.V. D'Auria, O. Taglialatela Scafati, A. Zampella, "Esercizi di Chimica Organica", Loghìa, Napoli, 2007. T.W. G. Solomons, C. B. Fryhle, R. G. Johnson, “La Chimica Organica attraverso gli esercizi”, Zanichelli, Bologna, 2010.
Brown, Foote, Iverson, “Chimica Organica”, EdiSES; P. Yurkanis Bruice, “Chimica Organica”, EdiSES; Janice Gorzynski Smith, Antonella Capperucci, Stefano Menichetti Fondamenti di Chimica Organica, McGraw-Hill; J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, "Chimica Organica"; PICCIN. For this course, it is advisable to use one of the following exercise books: M.V. D'Auria, O. Taglialatela Scafati, A. Zampella, "Esercizi di Chimica Organica", Loghìa, Napoli, 2007. T.W. G. Solomons, C. B. Fryhle, R. G. Johnson, “La Chimica Organica attraverso gli esercizi”, Zanichelli, Bologna, 2010.
Obiettivi formativi/Mission
Conoscenza e comprensione. Il corso intende fornire le basi della chimica dei composti del carbonio attraverso la conoscenza della struttura e della reattività dei principali gruppi funzionali, dei meccanismi delle più importanti reazioni e dei principi fondamentali della stereochimica organica. Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Lo studentessa/ studente sarà in grado di applicare i concetti teorici assimilati per risolvere esercizi di nomenclatura, streochimica e reattività di molecole organiche. Abilità comunicative. Lo studentessa/ studente dovrà aver acquisito e dovrà saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli argomenti affrontati nel corso. Dovrà inoltre saper esporre in modo corretto, chiaro e conciso i meccanismi con cui le molecole organiche reagiscono e saper prevedere i prodotti di una reazione. Autonomia di giudizio Lo studentessa/ studentedovrà essere capace di prevedere proprietà e reattività di una molecola in base alla struttura di un composto e la sua somiglianza con le famiglie di composti studiati. Lo studentessa/ studente dovrà altresì dimostrare la capacità collegamento-confronto di temi sviluppati in tempi diversi durante il corso. Capacità d’apprendimento Lo studentessa/ studente dovrà essere in grado di utilizzare il materiale didattico (slide ed esercizi forniti dal docente, libri di testo) per uno studio approfondito, critico e ragionato.
Knowledge and understanding. The course aims to provide the basics of the chemistry of carbon compounds through the knowledge of the structure and reactivity of the main functional groups, the mechanisms of the most important reactions and the fundamental principles of organic stereochemistry. Ability to apply knowledge and understanding. The student will be able to apply the theoretical concepts assimilated to solve exercises of nomenclature, streochemistry and reactivity of organic molecules. Communication skills. The student must have acquired and will have to know how to use an appropriate chemical vocabulary in relation to the topics covered in the course. It should also be able to present correctly, clearly and concisely, the mechanisms by which organic molecules react and know how to predict the products of a reaction. Making judgments The student must be able to predict the properties and reactivity of a molecule on the basis of the structure of a compound and its similarity with the families of compounds studied. The student must also demonstrate the ability to link/compare the different topics covered during the course. Learning skills The student must be able to use the teaching material (slides and exercises provided by the teacher, textbooks) for a detailed, critical and reasoned study
Prerequisiti/Required background knowledge
E' necessario avere acquisito gli argomenti trattati nei corsi di Chimica Generale ed Inorganica
Knowledge of the subjects taught in the General Chemistry course.
Metodi didattici/Teaching methods
La didattica si svolgerà mediante lezioni frontali attraverso l’uso di presentazioni powerpoint e spiegazioni alla lavagna. Saranno fornite agli studenti le diapositive utilizzate durante le lezioni, tramite piattaforma D.I.R. Oltre alle lezioni frontali verranno svolti esercizi in aula da parte del docente e anche con il coinvolgimento degli studenti per approfondire gli argomenti trattati a lezione. I concetti oggetto del corso verranno discussi collegialmente in aula e applicati direttamente durante le esercitazioni in aula per stimolare negli studenti il senso critico e l’autonomia di giudizio. Le abilità comunicative saranno stimolate attraverso l’uso di una terminologia appropriata alla materia. Le capacità di apprendere verranno favorite tramite l’integrazione dei libri di testo con materiale fornito dal docente.
The course is based on classroom lectures, powerpoint presentations and guided exercises. The slides used during the lessons will be provided to the students through the D.I.R. platform. In addition to the lectures, exercises will be held in the classroom by the teacher also with the involvement of students to learn more in detail about the topics covered in class. The concepts covered by the course will be discussed collegially in the classroom and applied directly in the exercises to stimulate students' critical sense and independence of judgment. Communication skills will be stimulated using appropriate terminology. The learning skills will be favored through the integration of textbooks with material provided by the teacher.
Altre informazioni/Further information
Sarà a disposizione un docente di supporto alla didattica che svolgerà ulteriori esercizi insieme agli studenti. Il docente è a disposizione della studentessa/ studente per eventuali chiarimenti o spiegazioni degli argomenti trattati durante il corso. 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._
There will also be teaching support that will carry out additional exercises with students. The teacher is available to the student for any clarification or explanation of the topics covered during the course. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the __Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti__, consulting the University webpage: __https://www.uniupo.it/en/services/servicesstudents-physical-or-learning-disabilities._ _Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects._
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L’esame consiste in uno scritto di 10 esercizi comprendenti tutto il programma e successiva discussione orale per coloro che hanno superato la prova scritta. Dei 10 esercizi dell’esame scritto 5 esercizi sono su nomenclatura (saper scrivere correttamente la struttura di una molecola dal nome IUPAC e viceversa), isomeria e risonanza (saper assegnare le configurazioni di stereocentri e la disposizione degli elettroni π all’interno di una molecola in grado di dare risonanza) e 5 esercizi su reattività (saper prevedere i prodotti di una reazione), sintesi (individuare una via di sintesi anche di più passaggi) e meccanismi di reazione (la conoscenza di un meccanismo di reazione permette di prevedere i prodotti corretti della stessa). Sia l’esame scritto che l’orale permettono di valutare le conoscenze teoriche dello studentessa/ studente, la sua capacità di scrivere formule e meccanismi di reazione e l’abilità nel prevedere i prodotti di una reazione a partire da determinati reagenti oltre che spiegare l’andamento e la stereochimica di una reazione in base al meccanismo della stessa. La sufficienza viene raggiunta dimostrando di avere compreso e di essere in grado di utilizzare anche attraverso gli esercizi i concetti fondamentali degli argomenti trattati durante il corso. Imprescindibile al superamento dell’esame è inoltre la capacità di scrivere correttamente formule e meccanismi di reazione nell’esame scritto e alla lavagna. Altri parametri di giudizio sono: la capacità di organizzare ed esporre con chiarezza la propria risposta e l’acquisizione della appropriata terminologia (capacità di apprendere). L’eccellenza può essere conseguita dimostrando una spiccata capacità di collegamento-confronto di temi sviluppati in tempi diversi durante il corso (autonomia di giudizio).
The exam consists of written exam with 10 exercises regarding the whole program and subsequent oral discussion for those who have passed the written exam. In particular, there will be 5 exercises on nomenclature (correctly write the structure of a molecule from the name IUPAC and vice versa), isomerism and resonance (assign the configurations of stereocentres and the arrangement of electrons within a molecule able to give resonance) and 5 exercises on reactivity (predict the products of a reaction), synthesis (identifying a synthetic pathway also of several steps) and reaction mechanisms (the knowledge of a reaction mechanism allows to predict the products). Both the written and oral exam allow to evaluate the student's theoretical knowledge, his ability to write formulas and reaction mechanisms and the ability to predict the products of a reaction starting from certain reagents as well as explaining the evolution and the stereochemistry of a reaction based on its mechanism. The passing grade is achieved by demonstrating that the student has understood the subject and is able to use the basic concepts of the topics covered during the course through the exercises. The ability to correctly write formulas and reaction mechanisms in the written exam and on the blackboard is also essential in order to pass the exam. Other parameters of judgment are: the ability to organize and clearly expose the answer and the acquisition of the appropriate terminology (learning skills). Excellence can be achieved by demonstrating a strong ability to link-compare different topics covered during the course (making judgements).
Programma esteso/Content
Legame covalente e forma delle molecole. Ibridazione ed angoli di legame. Molecole polari e non polari. Risonanza. Alcani e cicloalcani. Struttura degli alcani. Isomeria costituzionale. Nomenclatura IUPAC. Gruppi funzionali. Metodi di nomenclatura e priorità dei gruppi funzionali. Isomeria conformazionale di alcani e cicloalcani. Isomeria geometrica nei cicloalcani. Isomeria geometrica negli alcheni, il sistema E/Z. Chiralità. Stereoisomeria. Chiralità. Designazione degli stereocentri-il sistema R,S. Molecole acicliche con due o più stereocentri. Molecole cicliche con due o più stereocentri. Proprietà degli stereoisomeri. Separazione di enantiomeri: risoluzione. Risonanza e delocalizzazione elettronica. Reattività. Carbocationi e carbanioni. Effetto induttivo ed effetto mesomero. Nucleofili ed elettrofili. Radicali e reazioni radicaliche. Acidi e basi di Bronsted e di Lewis. Misura quantitativa della forza di acidi e basi. Stabilizzazione della base coniugata. Struttura molecolare ed acidità. Posizione dell'equilibrio in reazioni acido-base. Reazione di alcani e alcheni. Meccanismi di reazione e profili di energia. Reazioni di addizione elettrofila. Ossidazione degli alcheni- formazione di glicoli. Riduzione degli alcheni. Reazioni che producono composti chirali. Alchini. Reazioni di addizione di alogeni, di idratazione e di idrogenazione. I composti organici alogenati. Le reazioni di sostituzione nucleofila alifatica. Fattori che influenzano le velocità delle reazioni SN1 e SN2. Analisi di varie reazioni di sostituzione nucleofila alifatica. Reazioni di eliminazione E1 ed E2. Competizione fra reazioni di sostituzione ed eliminazione. Alcoli, eteri e tioli. Proprietà fisiche. Preparazione e reattività degli alcoli. Ossidazione di alcoli. Reazioni degli eteri. Epossidi. Apertura d'anello degli epossidi catalizzata da acidi o da basi. I composti aromatici. Struttura del benzene. Concetto di aromaticità. Sostituzione elettrofila aromatica. Ossidazione in posizione benzilica. Disostituzione. Fenoli. Sostituzione nucleofila aromatica. Sali di arendiazonio e loro reattività. Aldeidi e chetoni. Struttura e reattività del gruppo carbonilico. Addizione di nucleofili con centro reattivo sul carbonio, sull'ossigeno, o sull'azoto. Meccanismi di reazione. Ossidazione. Riduzione. Tautomeria cheto-enolica. Alfa-sostituzione. Condensazione aldolica. Gli acidi carbossilici e i loro derivati. Struttura e acidità. Riduzione. Esterificazione. Conversione in alogenuri acilici. Reazione con ammine. Idrolisi dei derivati funzionali. Interconversione dei derivati funzionali. Nitrili. alfa-sostituzione. Sintesi malonica. Decarbossilazione. Ammine ed altri composti azotati. Struttura e basicità. Preparazione e reattività. Carboidrati. Monosaccaridi. La struttura ciclica dei monosaccaridi. Reazioni dei monosaccaridi. Disaccaridi ed oligosaccaridi. Polisaccaridi. Lipidi. Trigliceridi. Saponi e detergenti. Steroidi. Fosfolipidi. Amminoacidi, peptidi e proteine. Proprietà acido-base degli amminoacidi. Struttura primaria di polipeptidi e proteine. Forme tridimensionali di polipeptidi e proteine. Cenni sulla struttura di nucleotidi e di acidi nucleici. Il materiale didattico verrà descritto e illustrato per stimolare la capacità di apprendimento tramite l’integrazione dei libri di testo con materiale fornito dal docente.
Covalent bond, shape of the molecules. Ibridation and bond angles. Alkanes and cycloalkanes Constitutional Isomers. IUPAC nomenclature. Functional groups. Conformational isomers. Geometric isomers in cycloalkanes and alkenes. The E/Z system. Chirality. Stereoisomerism. The R,S system. Enantiomers separation. Resonance and electronic delocalization. Carbocations and carbanions. Inductive and mesomeric effects. Nucleophiles and electrophiles. Radicals and radicalic reactions. Bronsted and Lewis Acid and bases. Molecular structure and acidity. Alkanes and alkenes reactivity. Reaction mechanisms and energetic profiles. Electrophilic addition reactions. Oxidation and reduction of alkenes. Alkynes. Electrophilic addition of alogens and water. Hydrogenation. Alogenoalkanes. Nucleophilic substitution reactions SN1 e SN2. Analysis of the factors influencing the reaction rates. Elimination reactions E1 and E2. Competition between substitution and elimination reactions. Alcohols, eters and thiols. Reactivity of alcohols and ethers. Epoxides. Acid or base catalysed epoxide ring opening. Aromatic compounds. Benzene and aromaticity. Electrophilic aromatic substitution. Phenols. Oxidation in benzylic position. Nucleophilic aromatic substitution. Arendiazonium salts and their reactivity. Aldehydes and ketones. Carbonyl group structure and reactivity. Nucleophilic addition of carbanions, alcohols and amines. Reaction mechanisms. Oxidation and reduction. Keto-enol tautomerism. Alfa-substitution. Aldol condensation. Carboxylic acids and their derivatives. Reduction. Esterification. Conversion to acyl chlorides. Reaction with amines. Hydrolysis of functional derivatives. Nitriles. alfa-substitution. Malonic ester synthesis. Decarboxylation. Amines and other azo-compounds. Structure and basicity. Preparation and reactivity. Carbohydrates. Monosaccharides. Cyclic structure of monosaccharides and their reactions. Disaccharides and polysaccharides. Lipids. Triglycerids. Soaps and detergents. Steroids. Phospholipids. Amino acids, peptides and proteins. Acid-base properties of amino acids. Primary, secondary and tertiary structure of peptides and proteins. Nucleotides and nucleic acids. The teaching material will be described and illustrated to stimulate learning skills through the integration of textbooks with material provided by the teacher.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione Conoscere la struttura chimica e elettronica delle molecole organiche e le implicazioni sulla loro reattività. Conoscere il significato di isomeria in tutte le sue declinazioni. Conoscere la reattività principale di ciascun gruppo funzionale. Conoscere i principali meccanismi di reazione. Conoscere il significato di aromaticità. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Riconoscere i gruppi funzionali in modo da saper dare alle molecole proposte la corretta nomenclatura secondo le regole IUPAC. Ricavare la struttura dal nome IUPAC e viceversa. Riconoscere la stereochimica di una molecola. Saper spiegare l’andamento e la stereochimica di una reazione in base al meccanismo della stessa. Acquisizione di conoscenze sulle proprietà delle principali classi di composti organici e loro comportamento chimico. Sapere discutere in base alla struttura dei reagenti e alle condizioni di reazione il/un possibile cammino di reazione. Autonomia di giudizio Essere in grado di valutare in base alla struttura di un composto e la sua somiglianza con le famiglie di composti studiati quali previsioni possono essere fatte circa le proprietà molecolari. Acquisizione della capacità di interpretare e razionalizzare le reazioni organiche in termini di meccanismo di reazione e di affrontare lo studio della materia mediante un apprendimento critico e non mnemonico. Capacità di collegamento-confronto di argomenti diversi. Abilità comunicative Capacità di esporre una serie di dati relativi a una famiglia di composti organici e ricondurli ai principi base della disciplina. Capacità di organizzare ed esporre con chiarezza la propria risposta e l’acquisizione della appropriata terminologia. Capacità d’apprendimento Acquisizione della capacità di utilizzare il materiale didattico per uno studio critico e ragionato. Capacità di aggiornamento e ampliamento delle conoscenze sulla disciplina attraverso la consultazione di testi didattici più avanzati
Knowledge and understanding Knowledge of the chemical and electronic structure of organic molecules and their implications for their reactivity. Knowledge of the meaning of isomerism in all its declinations. Knowledge of the main reactivity of each functional group. Knowledge of the main reaction mechanisms. Knowledge of the meaning of aromaticity. Applying knowledge and understanding: Ability to recognize functional groups in order to give the proposed molecules the correct nomenclature according to IUPAC rules. Obtain the molecular structure from the IUPAC name and vice versa. Recognize the stereochemistry of a molecule. Ability to explain the course and the stereochemistry of a reaction on the basis of its mechanism. Acquisition of knowledge and skills on the properties of the major classes of organic compounds and their chemical behavior. Ability to discuss the possible reaction pathway according to the structure of the reagents and the reaction conditions. Making judgements Ability to evaluate from the structure of a compound and its similarity with the families of compounds studied which predictions can be made about its molecular properties. Ability to interpret and rationalize organic reactions in terms of reaction mechanism and to address the study of the subject through critical and non-mnemonic learning. Ability to connect and compare different topics covered during the course. Communication skills Ability to present a set of data on a family of organic compounds and connect them to the core principles of the discipline. Ability to clearly organize and explain the answer by acquiring the appropriate terminology. Learning skills Ability to use teaching material for a critical and rational study. Ability to update and expand knowledge of the discipline through the consultation of more advanced teaching texts.
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Course
LABORATORIO DI CHIMICA ORGANICA I
Course ID
S0328
Academic Year
2024/2025
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
STEFANIA Rachele
Teachers
Piscopo Laura, Stefania Rachele
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Verranno fornite alle/agli studentesse/studenti le nozioni fondamentali sulle tecniche di purificazione, caratterizzazione e riconoscimento di composti organici, con particolare attenzione alle norme di sicurezza da adottare in laboratorio.
Students will be provided with basic knowledge on the techniques of purification, characterization and recognition of organic compounds, with particular attention to safety standards to be adopted in the laboratory
Testi di riferimento/Textbooks
Marco D’ischia, “la chimica organica in laboratorio” Piccin, Padova R. M. Roberts, J.C. Gilbert, S.F. Martin, “chimica organica sperimentale”, Zanichelli, Bologna A.I. Vogel, “Chimica organica pratica", Ambrosiana, Milano
Marco D’ischia, “la chimica organica in laboratorio” Piccin, Padova D. R. M. Roberts, J.C. Gilbert, S.F. Martin, “chimica organica sperimentale”, Zanichelli, Bologna A.I. Vogel, “Chimica organica pratica", Ambrosiana, Milano
Obiettivi formativi/Mission
Scopo principale del corso è quello di fornire alle/agli studentesse/studenti la conoscenza delle tecniche e le capacità pratiche necessarie per riconoscere, separare e purificare i principali composti organici; la conoscenza delle tecniche e la capacità di eseguire saggi di riconoscimento di gruppi funzionali; le capacità di lavorare in gruppo e di stilare una relazione di laboratorio. Abilità comunicative e autonomia di giudizio: familiarizzare la/lo studentessa/studente con la stesura del quaderno di laboratorio e la scrittura di relazioni inerenti l’attività svolta in laboratorio e l’interpretazione dei risultati ottenuti nel corso degli esperimenti . Capacità di apprendere e autonomia: lo studente dovrà dimostrare di saper trarre conclusioni corrette sulla reattività di base e dei gruppi funzionali di una sostanza organica attraverso l’osservazione sperimentale e autonomia nella scelta delle tecniche sperimentali più adatte.
The main purpose of the course is to provide students with the knowledge of the techniques and practical skills needed to recognize, separate and purify the main organic compounds; the knowledge of the techniques and the ability to perform tests for the functional groups present in an organic compound; the ability to work in groups and to issue a laboratory report. Communication skills and self judgement: familiarize the student with the drafting of the laboratory notebook and the writing of reports concerning the activities carried out in the laboratory and the interpretation of the results obtained during the experiments. Ability to learn and autonomy: the student must demonstrate how to draw correct conclusions about the basic reactivity and functional groups of an organic substance through experimental observation and autonomy in choosing the most appropriate experimental techniques.
Prerequisiti/Required background knowledge
Aver frequentato il laboratorio di chimica generale ed inorganica.
Attendance of General and Inorganic chemistry laboratory.
Metodi didattici/Teaching methods
Il laboratorio si articola in una parte di lezioni teoriche in aula alle quali faranno seguito le esercitazioni pratiche in piccoli gruppi. Per ogni esperienza viene fornita alla/allo studentessa/ studente una parte introduttiva ai diversi esperimenti con domande ed esercizi che inducono a verificare le proprie capacità di apprendimento e rimandano al materiale bibliografico fornito. Durante lo svolgimento delle singole esperienze la/il docente e il tutor propongono ai singoli gruppi e collegialmente un commento e una discussione sul significato delle operazioni svolte. La/Lo studentessa/studente dovrà inoltre redigere singolarmente un quaderno di laboratorio.
The lab is divided into a part of theoretical classroom lessons to which practical exercises will be followed. For each experience, the student is provided with an introductory part to the various experiments and questions that allow to underline what has been learned during the experiment. During the course of experiences, the teacher and the tutor propose to the groups and collegially a comment and a discussion on the meaning of the operations carried out. The student should also individually prepare a lab sheet
Altre informazioni/Further information
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.
Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/servicesstudents-physical-or-learning-disabilities. Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Durante lo svolgimento del laboratorio sono valutate la capacità dello studente di organizzazione il tempo e lo spazio a disposizione per svolgere le singole esperienze, rispettando le norme di sicurezza e la capacità di raccogliere i dati e di analizzare i risultati nella stesura del quaderno di laboratorio. Nell’ultima esperienza verrà valutata la capacità dello studente di applicare le competenze acquisite durante il corso attraverso l’identificazione qualitativa di una sostanza incognita. Al termine del corso è previsto un esame scritto con 5 quesiti tra esercizi e domande aperte sull’applicazione delle conoscenze teoriche acquisite applicate a casi reali sulla base di quelli proposti al fondo della scheda delle singole esperienze del laboratorio. Parte integrante della valutazione è la stesura di una relazione scritte su ciascuna esercitazione di laboratorio da consegnarsi al termine del corso, mirata a valutare la capacità di raccogliere i dati, di analizzare criticamente i risultati ottenuti e le abilità comunicative. Segue una esposizione orale delle stesse attraverso un colloquio mirato a verificare che lo studente abbia acquisto sufficienti basi teoriche e che abbia compreso il significato delle attività di laboratorio. In particolare l’orale verterà sulla discussione di almeno una esperienza di laboratorio e sulla descrizione di una tecnica di purificazione dei composti organici mirata a verificare l’autonomia di giudizio e le capacità d’apprendimento. La sufficienza viene raggiunta dimostrando di aver acquisito le basi teoriche fondamentali delle tecniche proposte e di saper applicare le stesse per la soluzione di problemi semplici, di avere un lessico appropriato e di saper esporre in modo chiaro. L’eccellenza può essere raggiunta dimostrando di aver acquisito la capacità di scegliere in modo critico la migliore combinazione di tecniche di isolamento e purificazione e di avere una idea precisa di ciò che deve essere fatto sperimentalmente e come farlo oltre a una stesura accurata delle relazioni finali basata su una attenta osservazione delle esercitazioni.
During the course of the workshop, the student's ability to organize, the time and space available to carry out individual experiences, respecting safety regulations and the ability to collect data and analyze the results in the drafting of the laboratory notebook are assessed. through the latest experience, the student's ability to apply the skills acquired during the course through the qualitative identification of an unknown substance will be evaluated a written exam is scheduled at the end of the course consisting of five questions between open exercises and open questions on the application of acquired theoretical knowledge applied to real cases based on those proposed at the bottom of the card of the individual experiences. An integral part of the assessment is the drawing up of a written report on each laboratory experience to be delivered at the end of the course, aimed at evaluating the ability to collect data, critically analyze the obtained results and communicative skills. Followed by an oral presentation of the same through an interview aimed at verifying that the student has sufficient theoretical basis and has understood the meaning of the lab activities .Sufficient is achieved by demonstrating that they have acquired the basic theoretical bases of the techniques proposed and know how to apply them to solve simple problems, to have an appropriate vocabulary and to be able to expose them clearly. Excellence can be achieved by demonstrating that it has acquired the ability to critically select the best combination of isolation and purification techniques and have a precise idea of what needs to be done experimentally
Programma esteso/Content
Il programma si articola sui seguenti punti: 1. Punto di ebollizione. Misura del punto di ebollizione di liquidi puri. Distillazione semplice e frazionata. 2. Punto di fusione. Misura del punto di fusione di solidi puri. Cristallizzazione frazionata. 3. Tecniche separative e cromatografiche elementari. Separazione acido-base. Separazione tra miscele di liquidi immiscibili. Cromatografia su strato sottile. Cromatografia liquida su colonna. 4. Estrazione di prodotti naturali da piante: clorofilla, caffeina, eugenolo, gingeroli. 5. Analisi organica qualitativa: riconoscimento di gruppi funzionali. Esecuzione di saggi di riconoscimento su sostanze note. Riconoscimento dei gruppi funzionali presenti in una molecola ignota.
Program: 1. Boiling point. Measure of bp for neat liquids. Distillation of neat liquids and of mixtures. 2. Melting point. Measure of melting points of neat solids. Fractionated crystallization. 3. Elementary separative and chromatographic techniques. Separation based on acid-base properties. Separation between immiscible solvents. TLC. Column chromatography. 4. Extraction of biomolecules from natural sources. Chlorophyll, Caffeine, Eugenol, Gingerol. 5. Qualitative organic analysis: functional group recognition. Execution of qualitative assays unknown molecules. At the end each group will receive an unknown substance, whose functional groups shall be identified.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione Conoscenza della teoria alla base delle tecniche di separazione, purificazione e controllo della purezza dei composti organici. Conoscenza dei principali saggi di riconoscimento dei gruppi funzionali. Capacità di raccogliere i dati delle singole esperienze e di compilare in maniera corretta il quaderno di laboratorio. Capacità di eseguire semplici operazioni di laboratorio: tecniche di separazione, purificazione e tecniche di controllo della purezza dei composti organici. Capacità di eseguire saggi di riconoscimento dei gruppi funzionali. Autonomia di giudizio Capacità di interpretare i risultati ottenuti nel corso delle esperienze e di individuare eventuali errori commessi. Abilità comunicative Capacità di descrivere in maniera appropriata, utilizzando la corretta terminologia scientifica, le operazioni svolte in laboratorio attraverso la stesura quotidiana del quaderno di laboratorio e della relazione finale; essere in grado di descrivere chiaramente l’uso delle varie tecniche sperimentali apprese nel corso. Capacità di apprendimento Capacità di leggere ed eseguire una procedura sperimentale di purificazione o identificazione di composti organici Capacità di apprendere attraverso l’osservazione dei dati sperimentali.
Knowledge and understanding skills Knowledge of the theory underlying the techniques of separation, purification and control of the purity of organic compounds. Knowledge of the main essays recognition of functional groups. Ability to apply knowledge and understanding Ability to collect data of individual experiences and correctly fill in the laboratory notebook. Autonomy of judgment Ability to interpret the results obtained during the experiments and to identify any mistakes made Communicative Skills Ability to appropriately describe, using the correct scientific terminology, the operations carried out in the laboratory be able to clearly describe the use of various concepts learned in the course. Learning ability Ability to read and perform an experimental procedure for purification or identification of organic compounds Ability to learn through observation of experimental data.
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Course
FISICA I
Course ID
S0325
Academic Year
2024/2025
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
PANZIERI Daniele
Teachers
Panzieri Daniele
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso prevede di fornire alle studentesse ed agli studenti conoscenze e abilità nella soluzione di esercizi numerici sui temi di base della fisica classica: cinematica e dinamica anche rotazionali, statica dei corpi solidi, elasticità, acustica, fluidodinamica, temperatura e calore, teoria cinetica dei gas, le leggi della termodinamica e elementi di termodinamica classica.
The course aims to provide students with knowledge and skills to solve numerical exercises on the basic classical physics: kinematics and dynamic rotation, static solids, elasticity, acoustics, fluid dynamics, temperature and heat, kinetic theory of gases, thermodynamic laws and classical thermodynamic elements.
Testi di riferimento/Textbooks
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, "Fisica" Vol. 1 EdiSES R. Resnick, D. Halliday "Fisica 1", Ed. Ambrosiana W. E. Gettys, F. J. Keller, M. J. Skove, "Fisica 1", McGraw-Hill
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, "Fisica" Vol. 1 EdiSES R. Resnick, D. Halliday "Fisica 1", Ed. Ambrosiana W. E. Gettys, F. J. Keller, M. J. Skove, "Fisica 1", McGraw-Hill
Obiettivi formativi/Mission
Fornire le conoscenze di base della materia (meccanica classica, moti dei fluidi, fenomeni ondulatori con applicazioni ai fenomeni acustici, leggi dei gas e Principi Fondamentali della Termodinamica) con particolare attenzione agli aspetti applicativi e le abilità necessarie per la soluzione di problemi numerici utili nell’ambito delle scienze chimiche; stimolare l’acquisizione di capacità di relazionare sui metodi di risoluzione degli esercizi numerici svolti e sugli aspetti teorici e all’acquisizione di un appropriato linguaggio scientifico.
Provide the basic knowledge of the subject (classical mechanics, fluids motions, waves with applications to acoustic phenomena, gas laws, fundamental principles of thermodynamics) with particular attention to the application aspects and abilities needed to solve numerical problems useful in the field of chemical sciences; stimulate the acquisition of the ability to relate on the methods of resolving the numerical exercises and the theoretical aspects and on the acquisition of an appropriate scientific language.
Prerequisiti/Required background knowledge
Essere in possesso delle nozioni di Algebra, Trigonometria, Geometria e degli elementi di calcolo infinitesimale di competenza delle Scuole Superiori.
Possessing the notions of Algebra, Trigonometry, Geometry and the infinitesimal calculus elements of higher education.
Metodi didattici/Teaching methods
Il corso si basa su lezioni frontali in aula che verteranno sia sulla introduzione teorica degli argomenti del programma sia su risoluzione di esercizi svolti dalle studentesse e dagli studenti e dal docente. Particolare attenzione sarà rivolta a stimolare le studentesse e gli studenti verso l’utilizzo di un lessico appropriato.
The course is based on front lectures in the classroom that will cover both the theoretical introduction of the program topics and the resolution of exercises carried out by the students and the teacher. Particular attention will be given to encouraging students to use an appropriate vocabulary.
Altre informazioni/Further information
Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato attraverso la discussione di esercizi numerici in aula svolti sia dal docente sia dalle studentesse e 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-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.
In itinere learning will be checked through the discussion of numerical exercises conducted by both the teacher and the students. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/services-students-physical-or-learning-disabilities Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
La valutazione finale si baserà su una prova scritta ed una discussione orale. La prova scritta consisterà nella risoluzione di 3-4 esercizi numerici simili a quelli svolti a lezione e utili per capire il grado di conoscenza e le abilità raggiunti dalla studentessa o dallo studente nell’esecuzione di esercizi pratici. La discussione orale servirà a determinare la consapevolezza di quanto fatto durante la prova scritta ed a valutare il grado di conoscenza degli aspetti teorici e le capacità ad esprimerli in maniera articolata. Per superare la prova la studentessa o lo studente dovrà dimostrare di conoscere ed aver compreso i concetti di base e la loro applicazione alla risoluzione di esercizi numerici. L’eccellenza viene raggiunta se la prova scritta risulta perfetta, dando prova di aver raggiunto un livello di conoscenza e abilità adeguato su tutto il programma del corso e dando prova di saper esporre in modo chiaro tutti gli argomenti richiesti durante la prova orale. Il livello di difficoltà corrisponde al programma svolto e ai testi di riferimento indicati.
The final evaluation will be based on a written test and an oral discussion. The written test will consist in the resolution of 3-4 numerical exercises similar to what discussed during the lessons and useful to understand the degree of knowledge and autonomy achieved by the student, in the solving of exercises. The oral discussion will serve to determine the awareness of what has been done during the written test and to evaluate the degree of knowledge of the theoretical aspects and the ability to express them in an articulated manner. To pass the test, the student must demonstrate knowledge and understanding of basic concepts and their applications to solve numerical exercises. Excellence is achieved if the written test is perfect, proving that the student has reached a level of knowledge and skill appropriate throughout all the course program, and proving to know clearly all the arguments required during the oral test. The level of difficulty corresponds to the program and the reference texts indicated.
Programma esteso/Content
Introduzione al corso. Unità di misura. Dimensioni delle grandezze fisiche. Richiami sull’algebra dei vettori. Grandezze scalari e vettoriali. Cinematica: moto in una o più dimensioni. I moti nel piano. Dinamica. Lavoro ed energia. Cinematica rotazionale. Dinamica rotazionale. Statica dei corpi solidi. Elasticità. Fenomeni ondulatori. Acustica. Fluidi ideali. Moto dei fluidi ideali. Fluidi reali. Fenomeni superficiali. Temperatura e Calore. Propagazione del calore. Teoria cinetica dei gas. Le leggi della termodinamica. Le macchine termiche. Le funzioni termodinamiche. Integrazione della dimensione di genere: verrà discussa l'importanza dell'integrazione di genere nella ricerca, nei programmi degli insegnamenti e nella formazione.
Introduction to the course. Units of measure. Size of physical quantities. Vectors algebra. Scalar and vector. Kinematic: motion in one or more dimensions. The motions in the plane. Dynamics. Work and energy. Rotational kinematics. Rotational Dynamics. Solid body statics. Elasticity. Wave mechanics. Acoustics. Ideal fluids. Motion of the ideal fluids. Real fluids. Surface phenomenon. Temperature and Heat. Heat propagation. Kinetic gas theory. The laws of thermodynamics. Heat machines. Thermodynamic functions. Gender integration: the importance of gender integration in research, teaching programs and training will be discussed.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e comprensione: conoscenza dei principali argomenti della meccanica classica, dei moti dei fluidi, dei fenomeni ondulatori con applicazioni ai fenomeni acustici, leggi dei gas e dei Principi Fondamentali della Termodinamica. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: abilità nel saper utilizzare i principi e le leggi fisiche studiate per la risoluzione di problemi numerici nell’ambito delle applicazioni rilevanti nel campo delle scienze chimiche. Abilità comunicative: abilità di relazionare sui metodi di risoluzione degli esercizi numerici svolti e sugli aspetti teorici in maniera precisa, concisa e chiara, sia per iscritto che oralmente; inoltre, si attende che gli studenti comincino ad acquisire un appropriato linguaggio scientifico.
Knowledge and understanding: knowledge of the main topics of classical mechanics, fluid motions, wave phenomena with applications to acoustic, gas laws and the Principles of Thermodynamics. Applying knowledge and understanding: ability to use physics principles and laws to solve practical and numerical exercises, within the field of relevant applications for the chemical sciences. Communication skills: skills to report on to numerical exercises resolution methods, and on the theoretical aspects in a precise concise and clear way, both in written and oral form. Moreover, it is expected that students will begin to acquire an appropriate scientific language.
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Course
MATEMATICA I
Course ID
S0355
Academic Year
2024/2025
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
MARTIGNONE Francesca
Teachers
Martignone Francesca
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
MAT/04 - MATEMATICHE COMPLEMENTARI
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Numeri naturali, interi, razionali, reali e complessi. Funzioni di una variabile reale, derivate e integrali.
Natural numbers, Integers, Rational numbers and Real and Complex numbers; Real functions of one variable; Integrals.
Testi di riferimento/Textbooks
M. Bramanti, C.D. Pagani, S. Salsa, Analisi Matematica 1 con elementi di geometria e algebra lineare, Zanichelli, Bologna W. Dambrosio, Analisi Matematica. Fare e comprendere, Zanichelli
M. Bramanti, C.D. Pagani, S. Salsa, Analisi Matematica 1con elementi di geometria e algebra lineare, Zanichelli, Bologna W. Dambrosio, Analisi Matematica. Fare e comprendere, Zanichelli
Obiettivi formativi/Mission
Conoscenza degli strumenti matematici necessari per affrontare problemi reali, soprattutto nell’ambito delle scienze chimiche. Abilità nell’uso degli strumenti appresi per la soluzione di semplici esercizi utili nel campo delle scienze chimiche. Abilità comunicative: acquisire e saper utilizzare un linguaggio matematico appropriato in relazione agli argomenti trattati nel corso. Autonomia di giudizio: stimolare il senso critico nella giustificazione della strategia adottata nella soluzione degli esercizi.
To provide to the student the knowledge of the mathematical instruments and concepts necessary to face the problems along the degree course in Chemistry. They will be able to use the learned methods in the solution of real problems, especially of chemical type. Communication skills: the students will be able to use a suitable mathematical language in relation to the course arguments and methods. Making judgements: stimulate the critical sense in the justification of the strategy adopted in the solution of the exercises.
Prerequisiti/Required background knowledge
Competenze di matematica comuni a tutti gli indirizzi della scuola secondaria di secondo grado.
Basic competencies in Mathematics achieved during the High School.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni, esercitazioni, uso della piattaforma Moodle dell’Università
Lectures, training sessions, activities by means of the University Platform.
Altre informazioni/Further information
Controllo dell'apprendimento e valutazione: esercitazioni in itinere e attività supportate anche dall’utilizzo della piattaforma Moodle dell’Università. Una parte di queste attività ha come obiettivo l'autovalutazione. Le attività di tipo formativo sono anche discusse e corrette insieme alle studentesse e agli 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-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.
Learning monitoring and assessment: workshops and activities also supported by the use of the Moodle platform of the University. Some of these activities have as educational goal the self-evaluation. The formative activities are discussed and corrected with the students. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/services-students-physical-or-learning-disabilities Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L’esame consiste in prove scritte seguite da una discussione orale. Si accede alla discussione orale solo se si è superata la prova scritta. Ciascuna prova scritta può durare dai 60 ai 90 minuti ed è costituita da un minimo di 4 a un massimo di 7 quesiti. Il punteggio assegnato a ciascun quesito è indicato nel testo d'esame. I quesiti richiedono di sapere e saper utilizzare conoscenze e metodi in situazioni problematiche relative ai contenuti dichiarati nel programma del corso. Nei quesiti è richiesto di giustificare affermazioni e risposte per verificare anche le competenze relative al saper comunicare e argomentare in matematica. La prova scritta si considera sufficiente se vengono dimostrate le conoscenze di base e abilità nella risoluzione degli esercizi. L’eccellenza viene raggiunta dimostrando conoscenze e abilità su tutti gli argomenti trattati nella prova scritta e se si dimostra di padroneggiare bene gli aspetti teorici e il lessico matematico durante la discussione orale, mostrando senso critico nella motivazione della strategia adottata. Durante le prove scritte le studentesse e gli studenti possono consultare i testi e gli appunti personali cartacei.
The exam consists of written tests followed by an oral discussion. It is possible to access the oral discussion only if the written test has been passed The written test may lasts between 60 and 90 minutes and consists of a minimum of 4 and a maximum of 7 exercises. The score assigned to each exercises is indicated in the exam text. The exercises require to use knowledge and methods in problem solving situations related to the contents declared in the course program. In the exercises require to justify statements and answers to check also the skills related to knowing how to communicate and argue in mathematics. The written test is considered sufficient if the basic knowledge and skills in the resolution of the exercises are showed. Excellence is achieved by showing knowledge and skills on all the topics covered in the written test and if the student masters well the theoretical aspects and the mathematical language during the oral discussion, showing critical sense in the motivation of the adopted strategy. During the written tests, students can consult texts and notes on paper.
Programma esteso/Content
Numeri naturali, interi, razionali e reali: richiami su strutture e proprietà. Numeri complessi: definizione di C, le operazioni in C, coniugato e modulo, forma trigonometrica e radici n-esime. Funzioni reali di variabile reale. Funzioni elementari e trasformazione di grafici. Funzioni composte. Funzioni invertibili. Concetto e definizione di limite. Proprietà dei limiti. Calcolo di limiti. Funzioni continue e teoremi relativi. Definizione e significato geometrico di derivata. Calcolo e operazioni sulle derivate. Utilizzo delle derivate per determinare massimi, minimi e flessi. Studio del grafico di una funzione. Metodi per calcolare gli zeri di una funzione. Definizione di integrale definito, sua interpretazione geometrica e proprietà. Definizione di primitiva. Teorema fondamentale del calcolo integrale. Integrali indefiniti. Metodi di integrazione. Cenni su successioni e serie.
Natural numbers, integers, rational numbers and real numbers: recalls structures and proprieties. Complex numbers: definitions and basic properties, polar form, algebraic operations and nth roots. Real functions of one variable: domain, co-domain, properties. Limits and continuity: proprieties and theorems. Derivatives: definition and geometrical meaning. Maxima, minima, inflection points. Root-finding algorithms. Integrals: definite and indefinite integrals; main methods of integration. Fundamental theorem of calculus. Applications of integral calculus to areas computation. Sequences and series: a brief outline.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: conoscenza di alcuni concetti e metodi di base della matematica. In particolare: conoscenza delle definizioni relative ai numeri complessi. Conoscenza delle funzioni elementari. Conoscenza dei concetti di funzione continua e derivabile. Conoscenza del concetto di integrale definito e indefinito. -Conoscenza e capacità di comprensione applicate: sapere utilizzare i numeri complessi. Saper riconoscere le proprietà delle funzioni. Saper calcolare derivate ed integrali. Capacità di applicare i concetti e metodi elencati precedentemente nell'interpretazione di grafici. -Autonomia di giudizio: capacità di rendersi conto delle potenzialità e dei limiti dei concetti e dei metodi adottati. -Abilità comunicative: capacità di comunicare in modo chiaro e completo la descrizione e le motivazioni dei propri procedimenti risolutivi. -Capacità di apprendimento: capacità di utilizzare il materiale didattico per uno studio critico e ragionato.
-Knowledge and understanding: knowledge of some basic concepts and methods of mathematics. In particular: knowledge of the complex numbers. Knowledge of elementary functions. Knowledge of the continuous and derivable functions. Knowledge of the definite and indefinite integral. - Applying knowledge and understanding: ability to deal with complex numbers. Know how to recognize function properties. Ability to find derivates and integrals. Use these skills in the interpretation of graphs. -Making judgements: ability at realizing potential and limits of the concepts and methods adopted. -Communication skills: ability at communicating the description and the motivations of one's own solution procedures in a clear and complete fashion. - Learning skills: ability to use the educational materials for a critical and reflective study.
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Course
MATEMATICA II
Course ID
S0329
Academic Year
2024/2025
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
ACETO LIDIA
Teachers
Aceto Lidia
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
MAT/05 - ANALISI MATEMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Algebra lineare e metodi numerici per la risoluzione di alcuni problemi matematici di base. Equazioni differenziali ordinarie.
Linear algebra and numerical methods for solving some basic mathematical problems. Ordinary differential equations.
Testi di riferimento/Textbooks
+ M. Bramanti, C.D. Pagani, S. Salsa. Analisi matematica 1 con elementi di geometria e algebra lineare, Ed. Zanichelli, 2014. + M. Bramanti, C.D. Pagani, S. Salsa. Analisi matematica 2, Ed. Zanichelli, 2009. + A. Quarteroni , F. Saleri. Introduzione al Calcolo Scientifico. Esercizi e problemi risolti con MATLAB. Springer - Collana Unitext. 2002.
+ M. Bramanti, C.D. Pagani, S. Salsa, Analisi Matematica 1 con elementi di geometria e algebra lineare, Ed. Zanichelli, 2008. + M. Bramanti, C.D. Pagani, S. Salsa, Analisi Matematica 2, Ed. Zanichelli, 2009. + A. Quarteroni , F. Saleri. Introduzione al Calcolo Scientifico. Esercizi e problemi risolti con MATLAB. Springer - Collana Unitext. 2002.
Obiettivi formativi/Mission
Conoscenza degli elementi principali dell’algebra lineare e dei metodi numerici per problemi matematici di base utili ad affrontare applicazioni pratiche nelle scienze chimiche. Capacità e abilità di applicare dette conoscenze per la soluzione di problemi in chimica. Abilità comunicative: acquisire e saper utilizzare un linguaggio tecnico appropriato in relazione agli argomenti affrontati nel corso. Autonomia di giudizio: sviluppare il senso critico e l'indipendenza nell'analisi di problemi, stimolando la capacità di formulare giudizi autonomi e ben motivati; incoraggiare la partecipazione attiva e le discussioni in aula per sviluppare una comprensione più profonda degli argomenti trattati.
Knowledge of the main elements of linear algebra and numerical methods for solving basic mathematical problems useful for addressing practical applications in chemical sciences. Ability to apply this knowledge to solve problems in chemistry. Communication skills: acquire and know how to use appropriate technical language in relation to the topics covered in the course. Autonomy of judgement: developing the critical sense and independence in the analysis of problems, stimulating the ability to formulate autonomous and well-motivated judgements; encourage active participation and classroom discussions to develop a deeper understanding of the topics covered.
Prerequisiti/Required background knowledge
I contenuti del corso di Matematica I.
Course contents: Calculus I.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni teoriche con esercitazioni pratiche, stimolando la discussione tra le/gli studendesse/studenti.
Theoretical lessons with practical exercises, stimulating discussion among students.
Altre informazioni/Further information
Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato svolgendo esercizi in aula con la partecipazione attiva delle/degli studentesse/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.
The control of ongoing learning will be carried out by carrying out exercises in the classroom with the active participation of students. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the __Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/servicesstudents-physical-or-learning-disabilities. Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame si compone di una prova scritta e di una prova orale. La prova scritta consiste nello svolgimento di esercizi relativi al programma svolto durante le lezioni e dura mezz'ora. La prova orale consiste in una discussione sulla prova scritta e sui contenuti dichiarati nel programma del corso. Durante la prova scritta non è consentito consultare libri di testo e appunti personali cartacei. Al termine della prova scritta, la docente comunica i risultati sulla piattaforma DIR. Si è ammessi alla prova orale solo se si è superata la prova scritta. L'esame orale si svolge nei giorni immediatamente successivi alla prova scritta: il giorno e l'aula in cui si svolgerà la prova orale vengono comunicati alle studentesse e agli studenti al loro indirizzo di posta elettronica istituzionale. I risultati dell'esame evidenziano il grado di comprensione dei concetti teorici e la capacità di utilizzarli per risolvere nuovi problemi. La sufficienza richiede la capacità di adottare correttamente la metodologia scelta, l'eccellenza richiede la capacità di contestualizzare.
The exam consists of a written test and an oral exam. The written test involves solving exercises related to the material covered during the lessons and lasts for half an hour. The oral exam consists of a discussion of the written test and the content outlined in the course syllabus. During the written test, it is not allowed to consult textbooks or personal paper notes. At the end of the written test, the teacher announces the results on the DIR platform. Students are admitted to the oral exam only if they have passed the written test. The oral exam takes place in the days immediately following the written test: the date and room for the oral exam will be communicated to students via their institutional email address. The results of the exam reflect the level of understanding of the theoretical concepts and the ability to apply them to solve new problems. A passing grade requires the ability to correctly adopt the chosen methodology, while excellence requires the ability to contextualize the concepts.
Programma esteso/Content
Algebra lineare: vettori nel piano e nello spazio, spazi vettoriali in dimensione finita, matrici e trasformazioni lineari, determinanti, sistemi lineari, calcolo di autovalori, autovettori e diagonalizzazione di matrici. Metodi numerici per la risoluzione di problemi matematici di base: equazioni non lineari (metodo di bisezione e metodo di Newton), sistemi lineari algebrici (fattorizzazione LU e metodo di eliminazione di Gauss, fattorizzazione QR e metodo di Householder), interpolazione polinomiale e approssimazione di funzioni mediante il metodo dei minimi quadrati nel discreto, formule di quadratura di tipo interpolatorio (metodo dei trapezi e metodo di Simpson), metodo delle potenze per il calcolo numerico di autovalori e autovettori. Equazioni differenziali ordinarie: equazioni del primo ordine a variabili separabili, equazioni lineari del primo ordine, equazioni lineari del secondo ordine a coefficienti costanti.
Linear algebra: vectors in the plane and in space, finite dimensional vector spaces, matrices and linear transformations, determinants, linear systems, calculus of eigenvalues, eigenvectors and diagonalization of matrices. Numerical methods for solving basic mathematical problems: nonlinear equations (bisection method and Newton's method), algebraic linear systems (LU factorization and Gaussian elimination method, QR factorization and Householder method), polynomial interpolation and approximation of functions using the discrete least squares method, interpolatory quadrature formulas (trapezoid method and Simpson's method), power method for the numerical calculation of eigenvalues ​​and eigenvectors. Ordinary differential equations: first-order equations with separable variables, first-order linear equations, second-order linear equations with constant coefficients.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
1) Conoscenze e comprensione - capacità di individuare una metodologia risolutiva e svilupparla correttamente. 2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - capacità di usare gli strumenti appresi. 3) Autonomia di giudizio - capacità di un'analisi critica dei risultati. 4) Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo - essere in grado di leggere, comprendere e commentare materiale tecnico da libri o altra fonte.
1) Knowledge and understanding - ability to identify a solution methodology and develop it correctly. 2) Ability to apply knowledge and understanding - ability to use learned tools. 3) Autonomy of judgment - ability to critically analyze the results. 4) Ability to continue studying independently - to be able to read, understand and comment on technical material from books or other sources.
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Course
FISICA II
Course ID
S0331
Academic Year
2024/2025
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
GRASSI PIETRO
Teachers
Grassi Pietro
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Elementi di elettromagnetismo e ottica.
Elements of electromagnetism and optics. See “Programma esteso” (Extended Program) for more detailed information.
Testi di riferimento/Textbooks
R. Wolfson, “Fisica”, vol. 2, Pearson-Addison Wesley, Milano.
J. D. Jackson, Elettromagnetismo Classico, Zanichelli.
R. Wolfson, “Fisica”, vol. 2, Pearson-Addison Wesley, Milano. 
J. D. Jackson, Elettromagnetismo Classico, Zanichelli.
Obiettivi formativi/Mission
Fornire alle studentesse e agli studenti una conoscenza di base dell’elettromagnetismo classico e dell’ottica. Il corso fornirà inoltre le abilità necessarie per meglio comprendere in seguito i metodi di analisi fisico-chimici delle molecole e per risolvere semplici esercizi. Abilità comunicative: acquisire e saper utilizzare un lessico appropriato in relazione agli argomenti affrontati nel corso. Abilità di giudizio: Il corso ha anche lo scopo di sviluppare il senso critico che permette alla studentessa/allo studente di trarre conclusioni su questioni attinenti agli argomenti trattati.
To provide to the students a basic knowledge of classic electrodynamic and optic. The course will also provide the abilities necessary to better understand the methods of analysis of physical and chemical properties of molecules and solve simple exercises. Communication skills: the students will be able to use a suitable vocabulary in relation to the topics described in the course. Ability of judgement: the course also aims to develop the critical sense that allows the student to draw conclusions on issues related to the topics covered.
Prerequisiti/Required background knowledge
Buona conoscenza degli argomenti trattati nei corsi di Fisica I e di Matematica.
Good knowledge of basic arguments of Physics I and Calculus I & II.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni ed esercitazioni in aula, con discussione collegiale.
Lectures at the blackboard with classroom discussion.
Altre informazioni/Further information
Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato attraverso discussioni collegiali in aula.
The control of on-going learning will be carried out through discussions in the classroom.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame orale sugli argomenti trattati nel corso. L’esame si compone di 3 domande volte a valutare le conoscenze (domande teoriche), le abilità (esercizi), il senso critico (domande in cui è richiesto di esprimere un giudizio o operare una scelta) e le abilità comunicative (valutazione del lessico).
Oral examination on the topics treated within the course. The exam consists of 3 questions to assess the knowledge (theoretical questions), the ability to apply it (exercises), the critical sense (questions in which it is required to express a judgment or make a choice) and the communication skills (evaluation of the vocabulary).
Programma esteso/Content
Carica elettrica - quantizzazione e conservazione della carica elettrica. Conduttori, isolanti, semiconduttori. Forza di Coulomb. Principio di sovrapposizione. Campo elettrico. Teorema di Gauss per il campo elettrico - applicazioni. Potenziale elettrico - applicazioni. Condensatori - capacità di un condensatore - energia elettrostatica di un condensatore. Corrente elettrica - legge di Ohm - conduttività e resistività elettrica. Energia e potenza elettrica. Circuiti elettrici - principi di Kirchhoff. Misure di tensioni, correnti e resistenze. Campo magnetico. Forza magnetica (di Lorentz). Legge di Biot-Savart - applicazioni. Teorema di Ampère - applicazioni. Teorema di Gauss per il campo magnetico. Moto di una particella carica in un campo magnetico. Forza tra fili percorsi da corrente. Induzione elettromagnetica - legge di Faraday. Autoinduzione - Mutua induzione. Dielettrici. Materiali magnetici (paramagnetismo, diamagnetismo, ferromagnetismo). Equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche - onde piane sinusoidali - spettro elettromagnetico - intensità di un'onda elettromagnetica. Polarizzazioni. Interazione con la materia. Diffrazione, Riflessione e basi dell'ottica geometrica. Interferometria. Brevi cenni ai circuiti con correnti variabili - circuiti RC, RL, RLC, LC.
Electric Charge - Quantization and conservation of electric charge - Conductors, Isolants, Semiconductors. Coulomb force, linearity and combinations of electric fields - Electric Field - Gauss theorem and applications. Electric potential and applications. Capacitors, capacity and electrostatic of a capacitor. Electric current - Ohm law - conductivity and resistivity. Energy and electric power. Electric circuits - Kirchoff rules. Measures of tensions, currents and resistance. Magnetic field. Lorentz force. Biot-Savart Law and applications. Ampere theorem and applications. Gauss theorem of magnetic field. Motion of a particle in a electromagnetic field. Force between two electric wires. Electromagnetic induction - Faraday Law. Self-induction. Dielectrics. Magnetic materials (paramagnetism, diamagnetism and ferromagnetism). Maxwell equations. Electromagnetic waves. Sinusoidal plane waves, electromagnetic spectrum, intensity of EM waves. Polarization. Interaction with matter. Diffraction, reflection and basis of the geometrical optics. Interferometry. Circuits with variable currents - RC, RCL, LC, RL circuits.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e comprensione: - conoscenza dei principi di base dell'elettromagnetismo, dalle 
forze fondamentali alle equazioni di Maxwell - conoscenza dei principi di base 
delle onde elettromagnetiche. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: - saper risolvere esercizi sui principi di base dell'elettromagnetismo, dalle 
forze fondamentali alle equazioni di Maxwell - saper risolvere esercizi sui principi di base 
delle onde elettromagnetiche. Abilità comunicative - acquisire e saper utilizzare un lessico appropriato in relazione agli argomenti affrontati nel corso. Abilità di giudizio - saper trarre conclusioni su questioni attinenti agli argomenti trattati.
Knowledge and understanding:
- knowledge of the basic principles of electromagnetism, from
fundamental forces to Maxwell's equations
- knowledge of the basic principles
of electromagnetic waves.
Ability to apply knowledge and understanding:
- know how to solve exercises on the basic principles of electromagnetism, from
fundamental forces to Maxwell's equations
- know how to solve exercises on the basic principles
of electromagnetic waves.
Communication skills
- acquire and know how to use an appropriate vocabulary in relation to the topics covered in the course.
Judgment skills
- know how to draw conclusions on issues related to the topics covered.
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Course
CONOSCENZE INIZIALI
Course ID
MF0435
Academic Year
2024/2025
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
MARTIGNONE Francesca
Teachers
Martignone Francesca
CFU
0.0
Teaching duration (hours)
24.0
Individual study time
0.0
SSD
NN -
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
D
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso ha lo scopo di sviluppare competenze di base e capacità relative alla comprensione dei testi scientifici, incluse le rappresentazioni e le notazioni della matematica, tenuto conto dei programmi delle Indicazioni Nazionali e Linee Guida per della scuola secondaria di secondo grado.
The course aims at developing basic competencies and skills related to the comprehension of scientific texts, including mathematical representations and notations, taking into account the National Guidelines for secondary school.
Testi di riferimento/Textbooks
Materiale didattico messo a disposizione dal docente sulla piattaforma DIR del corso.
Didactic material provided by the teacher on the DIR platform of the course
Obiettivi formativi/Mission
Saper interpretare testi scientifici e, in particolare, saper decodificare e manipolare scritture specifiche della matematica. Si vogliono sviluppare competenze relative all'interpretazione di testi di problemi matematici e all'applicazione delle strategie risolutive. Tutte le attività richiederanno una comunicazione efficace dei processi svolti e dei risultati ottenuti.
Being able to interpret scientific texts and, in particular, to be able to decode and manipulate specific mathematical notations. The goal is to develop competencies related to the interpretation of mathematical problem texts and to the implementation of solution strategies. All the activities will require effective communication of the processes carried out and of the results obtained.
Prerequisiti/Required background knowledge
Competenze relative al linguaggio e alla matematica richieste al termine della scuola secondaria di secondo grado.
Language and mathematical skills required at the end of secondary school.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni in presenza e esercitazioni a distanza svolte anche attraverso l'uso della piattaforma Moodle dell’Università.
Lectures and training sessions carried out by means of the use of the University Moodle platform.
Altre informazioni/Further information
Controllo dell'apprendimento: attività supportate dall'utilizzo della piattaforma Moodle dell’Università. Queste attività hanno un obiettivo formativo: sono discusse e corrette insieme alle studentesse e agli 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-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.
Learning monitoring: activities supported by the use of the Moodle platform of the University. These activities have a formative goal: they are discussed and corrected together with the students. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/services-students-physical-or-learning-disabilities Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Test finale in analogia con il test iniziale delle competenze. La prova consiste in 20 domande di comprensione e uso dei testi scientifici, incluse le rappresentazioni e le notazioni della matematica. Per superare la prova è necessario ottenere più del 50% dei punti.
Final test in analogy with the competence assessment initial test. The final test consists of 20 questions about the understanding of scientific texts, including representations and notations of mathematics. To get through the test it is necessary to get more than the 50% of the points.
Programma esteso/Content
Nel corso saranno trattati contenuti e affrontati problemi relativi a competenze di base che sono necessarie per affrontare i corsi del primo anno del DiSIT. Saranno analizzati testi scientifici che includono le rappresentazioni e le notazioni della matematica e saranno svolte di attività di problem solving. In particolare saranno oggetto di studio: 1)Alcune caratteristiche fondamentali dei testi scientifici. 2)Diverse rappresentazioni dei numeri e delle misure. 3) Proprietà delle notazioni algebriche. 4)Rappresentazioni grafiche di fenomeni
The course will deal with content and problems related to basic skills that are required to face the DiSIT first year courses. Scientific texts, that include mathematical representations and notations, will be analyzed and problem solving activities will be carried out. In particular they will be studied: 1) Some fundamental features of scientific texts. 2) Different representations of number and measures. 3) Algebraic notations proprieties. 4) Graphic representations of phenomena
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza di alcuni concetti di base della matematica, in particolare: numeri reali e loro rappresentazioni e principali funzioni elementari. Capacità di applicare questi concetti nella risoluzione di semplici problemi e nell'interpretazione di grafici. Consapevolezza delle potenzialità e dei limiti dei concetti e dei metodi adottati.
Knowledge of some basic concepts of mathematics, in particular: real numbers and their representations and main elementary functions. Ability at applying these concepts in simple problem solving and in the interpretation of graphs. Awareness about potential and limits of the concepts and methods adopted.
Course borrowed from
SCIENZE BIOLOGICHE (1929) - MF0435 CONOSCENZE INIZIALI - ALESSANDRIA
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Course
CHIMICA FISICA I
Course ID
S0333
Academic Year
2025/2026
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
BISIO CHIARA
Teachers
Bisio Chiara, Cossi Maurizio
CFU
12.0
Teaching duration (hours)
96.0
Individual study time
0.0
SSD
CHIM/02 - CHIMICA FISICA
Course type
Attività formativa integrata
Course mandatoriety
OBB
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Elementi di termodinamica classica e introduzione alla meccanica quantistica.
Elements of classical thermodynamics and introduction to quantum mechanics. See "Programma esteso" (Extended Program) for more detailed information.
Testi di riferimento/Textbooks
Appunti forniti dal docente
P.W. Atkins e J. De Paula, "Chimica Fisica", Zanichelli
A.C. Philips “Introduction to Quantum Mechanics”, Wiley
Levine “Quantum Chemistry”, Prentice Hall
Notes given by the teacher 
P.W. Atkins e J. De Paula, "Chimica Fisica", Zanichelli. 
A.C. Philips “Introduction to Quantum Mechanics”, Wiley 
Levine “Quantum Chemistry”, Prentice Hall
Obiettivi formativi/Mission
Il corso si articola in lezioni frontali in cui verranno fornite allo studente solide conoscenze sui fondamenti della termodinamica per l’analisi dei processi chimici ed i principi della meccanica quantistica necessari ad acquisire la capacità di comprendere la struttura e le proprietà dei sistemi atomici e molecolari. E’ inoltre previsto lo svolgimento collegiale di esercizi in modo da poter stimolare la capacità di applicare le conoscenze, la capacità di apprendimento e l’autonomia di giudizio. Gli studenti sono stimolati ad interagire con il docente per chiarire gli argomenti trattati nell’ambito del corso e questo permetterà anche di stimolare le abilità comunicative e cioè acquisire e saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli argomenti ed alle tecniche trattate nel corso.
The course is organized in frontal lesson to give to students a basic knowledge of the concepts of chemical thermodynamics and of the principles of quantum mechanics necessary to understand the structure and the properties of atoms and molecules. It is also foreseen the collegial conduct of exercises in order to stimulate learning ability and independence of judgment. Students are encouraged to interact with the teacher to clarify the topics covered in the course and this will also allow to stimulate communication skills and that is to acquire and know how to use an appropriate chemical vocabulary in relation to the topics and techniques covered in the course.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenze derivanti dai corsi di base di Chimica Generale, di Matematica e di Fisica.
First year courses of Maths, Physics and General Chemistry.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali in aula, esercitazioni guidate ed eseguite dagli studenti e dalle studentesse, sessioni di discussione collegiale. Durante il corso gli studenti e le studentesse verranno stimolati ad interagire con il docente e la risoluzione di esercizi in sessioni collegiali permetterà di stimolare l’applicazione delle conoscenze, le capacità di apprendere e l’autonomia di giudizio.
Lectures in the classroom, guided exercises performed by the students, collegial discussion sessions. During the course the students will be stimulated to interact with the teacher and the resolution of exercises in collegiate sessions will stimulate the application of knowledge and independence of judgment.
Altre informazioni/Further information
Le lezioni teoriche prevedono molti esempi pratici. Specie per la parte di termodinamica gli studenti e le studentesse sono chiamati a svolgere esercizi alla lavagna ed a discutere dei risultati collegialmente. 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. Durante lo svolgimento delle lezioni, quando se ne incontrerà l'opportunità, si focalizzerà l'attenzione sulle tematiche di genere.
Theoretical lessons will include many exercises. Students will be ask to solve exercises and to participate to the discussion of the results. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/servicesstudents-physical-or-learning-disabilities Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.During the lessons, whenever the opportunity arises, we will focus on gender issues.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
La valutazione della preparazione del corso teorico avverrà con una prova scritta e una prova orale. La prova scritta comprende 6 esercizi di Termodinamica dove verrà richiesto di applicare le conoscenze teoriche in modo da valutare sia la conoscenza che la capacità di applicarla e l’autonomia di giudizio. Nella prova scritt, i punti totali (30) vengono suddivisi equamente tra gli esercizi; la sufficienza che consente di accedere alla prova orale, si raggiunge quando il punteggio complessivo (ottenuto anche da soluzioni parziali degli esercizi) raggiunge 18/30. L'esame orale consta di alcune domande sui vari argomenti di Termodinamica e Meccanica Quantistica trattati, con l'obiettivo di valutare in modo esteso e approfondito la preparazione della candidata/ del candidato, il senso critico e la capacità di apprendere. Nell'orale, la sufficienza viene raggiunta mostrando conoscenze e abilità di base sugli argomenti trattati nel corso e il possesso di un lessico adeguato. L’eccellenza si raggiunge dimostrando di conoscere in modo approfondito gli argomenti richiesti in sede di esame orale e risolvendo in modo adeguato gli esercizi previsti nella prova scritta, dimostrando senso critico. Il voto finale non deriva da una media pesata dei voti ottenuti nelle prove scritta e orale, ma piuttosto da una valutazione finale espressa collegialmente della Commissione sulla base di quanto emerso nella prova scritta e in quella orale. L’abilità comunicativa delle studentesse/ degli studenti verrà valutata durante l’esame orale in relazione al linguaggio usato dagli studenti per rispondere ai vari quesiti posti. Per il corso di laboratorio dovrà 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.
The assessment of the preparation for the thoretical course will take place with a written and an oral test. The written test includes 6 exercises related to thermodynamics where you will be asked to apply theoretical knowledge. In the written test, the total points (30) are divided equally between the exercises; the sufficiency that allows access to the oral exam is reached when the overall score (obtained also from partial solutions of the exercises) reaches 18/30. The oral exam consists of some questions on the various topics of Thermodynamics and Quantum Mechanics, with the aim of evaluating in an extensive and in-depth way the candidate's preparation, critical sense and ability to learn. In the oral exam, sufficiency is achieved by showing basic knowledge and skills on the topics covered in the course and the use of an adequate vocabulary. Excellence is achieved by demonstrating an in-depth knowledge of the topics required in the oral exam and by adequately solving the exercises of the written test, demonstrating a critical sense. The final grade does not derive from a weighted average of the results obtained in the written and oral tests, but rather from a final evaluation expressed jointly by the Commission on the basis of what emerged in the written and oral tests. The students' communication skills will be assessed during the oral exam in relation to the language used by the students to answer the various questions asked. For the laboratory course the student must produce a written report containing a critical analysis of the results obtained in the experience to develop the ability to draw conclusions from the experiences and communication skills.
The final judgment will be based on the evaluation of the written report and an oral test consisting of 3 questions, two of which will be related to the discussion of two of the experiences described in the report, one will be based on the theoretical basis (illustrated during the introduction lessons) of one of the practical experiences , and one will relate to the operating principles of one of the instruments or techniques used in the laboratory.
The report must be delivered to the teacher at lest 7 days before the exam. 
This exam allows you to evaluate the acquired theoretical knowledge and the learning skills, the ability to apply them to real cases, the ability to collect and critically analyze the obtained results, the communicative skills in exposing the work done.
To overcome the test, the student must at least demonstrate knowledge and understanding of the basics and their applications in the lab.
Excellence is achieved by proving to have independent judgment even on topics not directly covered in the course.
The level of difficulty corresponds to the program being run and the reference texts indicated. A positive evaluation of the theory exam is needed to have access the laboratory exam.
Programma esteso/Content
Il corso si svolge in stretta relazione con il Corso di Laboratorio di Chimica Fisica I. Lo scopo del corso è quello di fornire i fondamenti della termodinamica chimica ed i principi della meccanica quantistica. Si tratta di nozioni propedeutiche ai successivi corsi di Chimica Fisica e di concetti basilari per la miglior comprensione dei corsi di Chimica Inorganica, Chimica Organica e Chimica Analitica. Gli argomenti trattati dal corso si dividono in due parti: Parte A: Termodinamica Richiami dei principi della termodinamica classica; funzioni energia interna, entalpia ed entropia. Termochimica. Funzioni di Helmholtz e Gibbs e potenziali chimici. Cambiamenti di fase e trasformazioni fisiche. Miscele semplici e proprietà colligative. Diagrammi di fase. Reazioni chimiche ed equilibrio chimico. Parte B: Chimica quantistica Introduzione alla meccanica quantistica e suoi. Principi. Applicazione al trattamento dei moti traslazionale, vibrazionale e rotazionale di particelle quantistiche. Struttura e spettri degli atomi idrogenoidi, orbitali atomici e loro energie; estensione agli atomi plurielettronici. Struttura molecolare: la molecola ione idrogeno, molecole diatomiche e poliatomiche. Metodi variazionali e delle perturbazioni. Utilizzo del materiale didattico per uno studio in autonomia volto a sviluppare la capacità di apprendimento.
The course is carried out in strict relation with the course of Laboratory of Physical Chemistry I. The aim of the course is to give the student the basic concepts of chemical thermodynamics and the principles of quantum mechanics necessary to understand the structure and the properties of atoms and molecules. These are preparatory concepts for the Physical Chemistry courses of the following years as well as basic knowledge for the better understanding of the Inorganic Chemistry, Organic Chemistry and Analytical Chemistry. The topics treated in the course can be divided in two parts: Part A: Thermodynamics Recall of the principles of thermodynamics already treated in the physics course. Reaction enthalpy and thermochemistry. Entropy, spontaneous processes, state functions and definition of the Gibbs free energy. Standard molar functions. Properties of Gibbs function and its dependence from pressure and temperature. Real gases and fugacity. Chemical potentials. Open systems and composition variations. Phase transitions and phase diagrams. Simple mixtures and real mixtures (activity). Colligative properties. Mixtures of volatile liquids and distillation. Chemical reactions: spontaneous reactions and equilibrium composition. Relation between the reaction standard free energy and the equilibrium constant. Dependence of equilibria from pressure and temperature. Ionic solutions and electrolytic cells. Examples of thermodynamic studies of industrial processes. Part B: Quantum Chemistry Failures of classical mechanics and introduction to the principles of quantum mechanics. Schördinger's equation and the wave function. Origin of quantization. Application to the treatment of the translational, vibrational and rotational motions of quantum particles. Structure and spectra of hydrogen-like atoms. Solution of Schördinger's equation for hydrogen-like atoms in order to obtain atomic orbitals and their energies; extension to many-electron atoms. Molecular structure: hydrogen molecule ion, diatomic and polyatomic molecules. Variation and perturbation methods. Huckel approximation and examples of treatment of molecules with conjugated double bonds. Use of teaching materials for a self-study aimed at developing learning skills.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e comprensione: conoscenza dei principi e dei metodi di base della Termodinamica Classica; conoscenza delle principali funzioni di stato e delle loro relazioni, del calcolo di calore, lavoro e efficienza; conoscenza del concetto e dell’utilizzo del potenziale chimico, anche in relazione alle leggi dell’equilibrio chimico; conoscenza di base dei principi e delle tecniche della Maccanica Quantistica; applicazione a semplici problemi modello.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: capacità di risolvere problemi fisici e chimici che coinvolgono leggi termodinamiche; abilità nella soluzione numerica di problemi chimico-fisici; abilità nel riconoscere e quantificare gli elementi legati alla termodinamica in problemi e processi complessi; capacità di risolvere semplici problemi di meccanica quantistica, legati alle proprietà di particelle microscopiche in potenziali modello.

Autonomia di giudizio: capacità di analizzare con senso critico gli elementi legati alla termodinamica o alla meccanica quantistica in problemi complessi e realistici, individuando eventuali inconsistenze e proponendo soluzioni fisicamente fondate. Questo aspetto viene principalmente valutato attraverso la prova scritta mediante la soluzione di appropriati problemi. 

Abilità comunicative: abilità di relazionare su argomenti scientifici, e in particolare chimico-fisici, in maniera precisa, concisa e chiara, sia per iscritto che oralmente. Viene valutato in sede di esame analizzando il linguaggio usato dagli studenti nel rispondere alle domande orali.

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 attraverso lo svolgimento degli esercizi scritti.
Knowledge and understanding: knowledge of the principles and basic methods of Classical Thermodynamics; knowledge of the main state functions and their relationships, of the computation of heat and work transfers, and of machine efficiencies; knowledge of the comcept and use of chemical potential, also in connection with the chemical equilibrium; basic knowledge of principles and techniques of Quantum Mechanics, and their application to simple model systems; 

Applying knowledge and understanding: capacity to solve physical and chemical problems involving thermodynamics; skill to solve numerical physico-chemical problems; capacity to extract quantitatively the thermodynamic elements in complex problems and processes; skill to solve problems involving quantum mechanics, involving microscopic particles in model potentials.

Making judgements: skill to critically analyze the elements related to Thermodynamics or Quantum Mechanics in complex problems, recognizing possible errors and inconsistencies and proposing physically sound solutions. This aspect is mainly assessed through the written test by solving appropriate problems.

 Communication skills: ability to report on scientific topics, in particular related to physical chemistry, in a precise, concise and clear manner, both in written and oral form.

Learning skills: ability to use the teaching material for a critical and reasoned study, also for a subsequent autonomous acquisition of superior knowledge and for a continuous updating. It is evaluated during the examination by carrying out the written exercises.
Modules
Course ID Course SSD Teachers Agenda web
S0334CHIMICA FISICA I CHIM/02 - CHIMICA FISICA Bisio Chiara, Cossi Maurizio Not available
S0335LABORATORIO DI CHIMICA FISICA I CHIM/02 - CHIMICA FISICA Bisio Chiara Not available
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Course
CHIMICA FISICA I
Course ID
S0334
Academic Year
2025/2026
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
BISIO CHIARA
Teachers
Bisio Chiara, Cossi Maurizio
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
CHIM/02 - CHIMICA FISICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Elementi di termodinamica classica e introduzione alla meccanica quantistica.
Elements of classical thermodynamics and introduction to quantum mechanics. See "Programma esteso" (Extended Program) for more detailed information.
Testi di riferimento/Textbooks
Appunti forniti dal docente
P.W. Atkins e J. De Paula, "Chimica Fisica", Zanichelli
A.C. Philips “Introduction to Quantum Mechanics”, Wiley
Levine “Quantum Chemistry”, Prentice Hall
Notes given by the teacher 
P.W. Atkins e J. De Paula, "Chimica Fisica", Zanichelli. 
A.C. Philips “Introduction to Quantum Mechanics”, Wiley 
Levine “Quantum Chemistry”, Prentice Hall
Obiettivi formativi/Mission
Il corso si articola in lezioni frontali in cui verranno fornite allo studente solide conoscenze sui fondamenti della termodinamica per l’analisi dei processi chimici ed i principi della meccanica quantistica necessari ad acquisire la capacità di comprendere la struttura e le proprietà dei sistemi atomici e molecolari. E’ inoltre previsto lo svolgimento collegiale di esercizi in modo da poter stimolare la capacità di applicare le conoscenze, la capacità di apprendimento e l’autonomia di giudizio. Gli studenti sono stimolati ad interagire con il docente per chiarire gli argomenti trattati nell’ambito del corso e questo permetterà anche di stimolare le abilità comunicative e cioè acquisire e saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli argomenti ed alle tecniche trattate nel corso.
The course is organized in frontal lesson to give to students a basic knowledge of the concepts of chemical thermodynamics and of the principles of quantum mechanics necessary to understand the structure and the properties of atoms and molecules. It is also foreseen the collegial conduct of exercises in order to stimulate learning ability and independence of judgment. Students are encouraged to interact with the teacher to clarify the topics covered in the course and this will also allow to stimulate communication skills and that is to acquire and know how to use an appropriate chemical vocabulary in relation to the topics and techniques covered in the course.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenze derivanti dai corsi di base di Chimica Generale, di Matematica e di Fisica.
First year courses of Maths, Physics and General Chemistry.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali in aula, esercitazioni guidate ed eseguite dagli studenti, sessioni di discussione collegiale. Durante il corso gli studenti verranno stimolati ad interagire con il docente e la risoluzione di esercizi in sessioni collegiali permetterà di stimolare l’applicazione delle conoscenze, le capacità di apprendere e l’autonomia di giudizio.
Lectures in the classroom, guided exercises performed by the students, collegial discussion sessions. During the course the students will be stimulated to interact with the teacher and the resolution of exercises in collegiate sessions will stimulate the application of knowledge and independence of judgment.
Altre informazioni/Further information
Le lezioni teoriche prevedono molti esempi pratici. Specie per la parte di termodinamica gli studenti sono chiamati a svolgere esercizi alla lavagna ed a discutere dei risulati collegialmente.
Theoretical lessons will include many exercises. Students will be ask to solve exercises and to participate to the discussion of the results.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
La valutazione della preparazione avverrà con una prova scritta e una prova orale. La prova scritta comprende 6 esercizi di Termodinamica dove verrà richiesto di applicare le conoscenze teoriche in modo da valutare sia la conoscenza che la capacità di applicarla e l’autonomia di giudizio. Nella prova scritta, i punti totali (30) vengono suddivisi equamente tra gli esercizi; la sufficienza che consente di accedere alla prova orale, si raggiunge quando il punteggio complessivo (ottenuto anche da soluzioni parziali degli esercizi) raggiunge 18/30. L'esame orale consta di alcune domande sui vari argomenti di Termodinamica e Meccanica Quantistica trattati, con l'obiettivo di valutare in modo esteso e approfondito la preparazione del candidato, il senso critico e la capacità di apprendere. Nell'orale, la sufficienza viene raggiunta mostrando conoscenze e abilità di base sugli argomenti trattati nel corso e il possesso di un lessico adeguato. L’eccellenza si raggiunge dimostrando di conoscere in modo approfondito gli argomenti richiesti in sede di esame orale e risolvendo in modo adeguato gli esercizi previsti nella prova scritta, dimostrando senso critico. Il voto finale non deriva da una media pesata dei voti ottenuti nelle prove scritta e orale, ma piuttosto da una valutazione finale espressa collegialmente della Commissione sulla base di quanto emerso nella prova scritta e in quella orale. L’abilità comunicativa degli studenti verrà valutata durante l’esame orale in relazione al linguaggio usato dagli studenti per rispondere ai vari quesiti posti.
The assessment of the preparation will take place with a written and an oral test. The written test includes 6 exercises related to thermodynamics where you will be asked to apply theoretical knowledge. In the written test, the total points (30) are divided equally between the exercises; the sufficiency that allows access to the oral exam is reached when the overall score (obtained also from partial solutions of the exercises) reaches 18/30. The oral exam consists of some questions on the various topics of Thermodynamics and Quantum Mechanics, with the aim of evaluating in an extensive and in-depth way the candidate's preparation, critical sense and ability to learn. In the oral exam, sufficiency is achieved by showing basic knowledge and skills on the topics covered in the course and the use of an adequate vocabulary. Excellence is achieved by demonstrating an in-depth knowledge of the topics required in the oral exam and by adequately solving the exercises of the written test, demonstrating a critical sense. The final grade does not derive from a weighted average of the results obtained in the written and oral tests, but rather from a final evaluation expressed jointly by the Commission on the basis of what emerged in the written and oral tests. The students' communication skills will be assessed during the oral exam in relation to the language used by the students to answer the various questions asked.
Programma esteso/Content
Il corso si svolge in stretta relazione con il Corso di Laboratorio di Chimica Fisica I. Lo scopo del corso è quello di fornire allo studente i fondamenti della termodinamica chimica ed i principi della meccanica quantistica. Si tratta di nozioni propedeutiche ai successivi corsi di Chimica Fisica e di concetti basilari per la miglior comprensione dei corsi di Chimica Inorganica, Chimica Organica e Chimica Analitica. Gli argomenti trattati dal corso si dividono in due parti: Parte A: Termodinamica Richiami dei principi della termodinamica classica; funzioni energia interna, entalpia ed entropia. Termochimica. Funzioni di Helmholtz e Gibbs e potenziali chimici. Cambiamenti di fase e trasformazioni fisiche. Miscele semplici e proprietà colligative. Diagrammi di fase. Reazioni chimiche ed equilibrio chimico. Parte B: Chimica quantistica Introduzione alla meccanica quantistica e suoi. Principi. Applicazione al trattamento dei moti traslazionale, vibrazionale e rotazionale di particelle quantistiche. Struttura e spettri degli atomi idrogenoidi, orbitali atomici e loro energie; estensione agli atomi plurielettronici. Struttura molecolare: la molecola ione idrogeno, molecole diatomiche e poliatomiche. Metodi variazionali e delle perturbazioni. Utilizzo del materiale didattico per uno studio in autonomia volto a sviluppare la capacità di apprendimento.
The course is carried out in strict relation with the course of Laboratory of Physical Chemistry I. The aim of the course is to give the student the basic concepts of chemical thermodynamics and the principles of quantum mechanics necessary to understand the structure and the properties of atoms and molecules. These are preparatory concepts for the Physical Chemistry courses of the following years as well as basic knowledge for the better understanding of the Inorganic Chemistry, Organic Chemistry and Analytical Chemistry. The topics treated in the course can be divided in two parts: Part A: Thermodynamics Recall of the principles of thermodynamics already treated in the physics course. Reaction enthalpy and thermochemistry. Entropy, spontaneous processes, state functions and definition of the Gibbs free energy. Standard molar functions. Properties of Gibbs function and its dependence from pressure and temperature. Real gases and fugacity. Chemical potentials. Open systems and composition variations. Phase transitions and phase diagrams. Simple mixtures and real mixtures (activity). Colligative properties. Mixtures of volatile liquids and distillation. Chemical reactions: spontaneous reactions and equilibrium composition. Relation between the reaction standard free energy and the equilibrium constant. Dependence of equilibria from pressure and temperature. Ionic solutions and electrolytic cells. Examples of thermodynamic studies of industrial processes. Part B: Quantum Chemistry Failures of classical mechanics and introduction to the principles of quantum mechanics. Schördinger's equation and the wave function. Origin of quantization. Application to the treatment of the translational, vibrational and rotational motions of quantum particles. Structure and spectra of hydrogen-like atoms. Solution of Schördinger's equation for hydrogen-like atoms in order to obtain atomic orbitals and their energies; extension to many-electron atoms. Molecular structure: hydrogen molecule ion, diatomic and polyatomic molecules. Variation and perturbation methods. Huckel approximation and examples of treatment of molecules with conjugated double bonds. Use of teaching materials for a self-study aimed at developing learning skills.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e comprensione: conoscenza dei principi e dei metodi di base della Termodinamica Classica; conoscenza delle principali funzioni di stato e delle loro relazioni, del calcolo di calore, lavoro e efficienza; conoscenza del concetto e dell’utilizzo del potenziale chimico, anche in relazione alle leggi dell’equilibrio chimico; conoscenza di base dei principi e delle tecniche della Maccanica Quantistica; applicazione a semplici problemi modello.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: capacità di risolvere problemi fisici e chimici che coinvolgono leggi termodinamiche; abilità nella soluzione numerica di problemi chimico-fisici; abilità nel riconoscere e quantificare gli elementi legati alla termodinamica in problemi e processi complessi; capacità di risolvere semplici problemi di meccanica quantistica, legati alle proprietà di particelle microscopiche in potenziali modello.

Autonomia di giudizio: capacità di analizzare con senso critico gli elementi legati alla termodinamica o alla meccanica quantistica in problemi complessi e realistici, individuando eventuali inconsistenze e proponendo soluzioni fisicamente fondate. Questo aspetto viene principalmente valutato attraverso la prova scritta mediante la soluzione di appropriati problemi. 

Abilità comunicative: abilità di relazionare su argomenti scientifici, e in particolare chimico-fisici, in maniera precisa, concisa e chiara, sia per iscritto che oralmente. Viene valutato in sede di esame analizzando il linguaggio usato dagli studenti nel rispondere alle domande orali.

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 attraverso lo svolgimento degli esercizi scritti.
Knowledge and understanding: knowledge of the principles and basic methods of Classical Thermodynamics; knowledge of the main state functions and their relationships, of the computation of heat and work transfers, and of machine efficiencies; knowledge of the comcept and use of chemical potential, also in connection with the chemical equilibrium; basic knowledge of principles and techniques of Quantum Mechanics, and their application to simple model systems; 

Applying knowledge and understanding: capacity to solve physical and chemical problems involving thermodynamics; skill to solve numerical physico-chemical problems; capacity to extract quantitatively the thermodynamic elements in complex problems and processes; skill to solve problems involving quantum mechanics, involving microscopic particles in model potentials.

Making judgements: skill to critically analyze the elements related to Thermodynamics or Quantum Mechanics in complex problems, recognizing possible errors and inconsistencies and proposing physically sound solutions. This aspect is mainly assessed through the written test by solving appropriate problems.

 Communication skills: ability to report on scientific topics, in particular related to physical chemistry, in a precise, concise and clear manner, both in written and oral form.

Learning skills: ability to use the teaching material for a critical and reasoned study, also for a subsequent autonomous acquisition of superior knowledge and for a continuous updating. It is evaluated during the examination by carrying out the written exercises.
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Course
LABORATORIO DI CHIMICA FISICA I
Course ID
S0335
Academic Year
2025/2026
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
BISIO CHIARA
Teachers
Bisio Chiara
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
CHIM/02 - CHIMICA FISICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
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
Elements of thermodynamics aimed at understanding the laboratory experiments; lab exercises of thermodynamics, thermochemistry and electrochemistry; use of chemical software. See "Programma esteso" (Extended Program) for more detailed information.
Testi di riferimento/Textbooks
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.
The reference textbook is:
P. Atkins “Physical Chemistry” (ed. 5 and following). Material given from the teacher
Obiettivi formativi/Mission
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.
In this laboratory module, the student’s preparation is completed with practical experiences using simple chemical-physical instruments to develop the knowledge and the ability to perform simple laboratory procedures (requiring the use of specific physico-chemical tools) and stimulate the ability to draw conclusions on the results of experiments in relation to some concepts learned in the theoretical course (making judgement skills). Moreover, the student will develop the skills by acquiring an appropriate vocabulary, also thanks to the preparation and then to the oral discussion of a report containing the main results obtained in the laboratory and to the preparation of the laboratory book.
It is expected that the student will develop the critical ability to draw conclusions on the main topics discussed during the course. The development of practical experiences will also make it possible to verify the learning ability of the basic topics of physical chemistry 1.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenza di base dei principali argomenti trattati nel corso di Chimica Fisica I.
Students are expected to have followed the course of Physical Chemistry I.
Metodi didattici/Teaching methods
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.
Introductory lectures on practical laboratory experiences, to recall the chemical-physical bases needed to understand the procedures and comment on the results. During these lessons the experiments that students will have to do in the lab will be explained in detail. The student will have to complete a laboratory book and to work in groups (two or three students) both for practical experience and for the preparation of the final written report.
Altre informazioni/Further information
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.
The control of the learning process will be carried out by discussing experimental results at the end of each laboratory experiments. A further check will be made on the basis of the final report produced by the students. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/servicesstudents-physical-or-learning-disabilities Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
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.
The presence at the laboratory course is compulsory. It is required for the student to compile a laboratory book to develop the ability to describe a practical experience and collect data in a proper way. The student must also produce a written report containing a critical analysis of the results obtained in the experience to develop the ability to draw conclusions from the experiences and communication skills.
The final judgment will be based on the evaluation of the written report and an oral test consisting of 3 questions, two of which will be related to the discussion of two of the experiences described in the report, one will be based on the theoretical basis (illustrated during the introduction lessons) of one of the practical experiences , and one will relate to the operating principles of one of the instruments or techniques used in the laboratory.
The report must be delivered to the teacher at lest 7 days before the exam. 
This exam allows you to evaluate the acquired theoretical knowledge and the learning skills, the ability to apply them to real cases, the ability to collect and critically analyze the obtained results, the communicative skills in exposing the work done.
To overcome the test, the student must at least demonstrate knowledge and understanding of the basics and their applications in the lab.
Excellence is achieved by proving to have independent judgment even on topics not directly covered in the course.
The level of difficulty corresponds to the program being run and the reference texts indicated. A positive evaluation of the theory exam is needed to have access the laboratory exam.
Programma esteso/Content
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.
The course aims to provide the essential elements to complete the knowledge already described in the theoretical course of Physical Chemistry 1.
It will be organized in a first part of presentation of laboratory experiences (with the explanation of the key steps of the reactions to be performed and the illustration of some techniques to be employed) and an experimental part.
Particular attention will be given to thermodynamic and thermochemical concepts. In particular, calorimetry experiments will be performed to determine the enthalpy of simple combustion, neutralization, dissolution and fusion reactions. The relative density of pure and mixed liquids will also be measured. Specific experiences are also proposed to observe the validity of Bolyle's law and to measure the vapor pressure of a gas. Finally, UV-Vis spectroscopy will be used to determine the pKa of an indicator.
Lab experiments will be supported by computer lessons during which students will be shown some software of chemical-physical interest in molecular graphic modeling. The experiences are organized i to stimulate the students' learning capacity, adding practical concepts to the basic theory. The student will be guided to the preparation of the laboratory workbook, which must clearly report the data of each experiment and to the preparation of the scientific report that effectively describes the results of the experiments carried out.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
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.
Knowledge and understanding: knowledge of the basic concepts of thermodynamics and thermochemistry. Basic knowledge of calorimetric methods (calorimeter of combustion, solution and differential scanning calorimeter) and UV-Vis spectrophotometric methods. Use of instruments to measure liquid density. Use of systems and methods for determination of gas properties. Using software to visualize molecules. Learning of an appropriate scientific language. Learning skills: ability to use the teaching material for a critical and reasoned study, also for a subsequent autonomous acquisition of superior knowledge and for a continuous updating. It is evaluated during the oral examination by describing the data obtained from practical experiences. 
Applying knowledge and
understanding: ability to collect data in a suitable way and to fill in a laboratory notebook; ability to apply the theory in the execution and understanding of the laboratory experiments and to the explanation of the results.
Making judgements: skill to critically analyze the results of the practical experiences, understanding possible errors and suggesting solutions.
Communication skills: ability to report on the work done (and generally on chemical-scientific topics) in a precise, concise and clear manner, both in written and oral form.
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Course
Chimica analitica I
Course ID
MF0037
Academic Year
2025/2026
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
MARENGO Emilio
Teachers
Marengo Emilio, Aceto Maurizio, Barberis Elettra
CFU
15.0
Teaching duration (hours)
120.0
Individual study time
0.0
SSD
CHIM/01 - CHIMICA ANALITICA
Course type
Attività formativa integrata
Course mandatoriety
OBB
Year
2
Period
Annuale
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Modulo Chimica Analitica I e Chemiometria Conoscenza e padronanza degli equilibri in soluzione (acido-base, precipitazione, complessamento, redox), calcolo dell’attività di specie ioniche in soluzione, metodi volumetrici di analisi, generalità sui metodi di analisi elettrochimici, spettrofotometrici, spettroscopici, cromatografici. Introduzione ai metodi statistici utili nel laboratorio chimico. Vedi “Programma esteso” per informazioni più dettagliate. Modulo laboratorio In questo modulo verranno presi in considerazione gli aspetti teoricopratici di alcune delle più diffuse tecniche di separazione utilizzate nella chimica analitica: separazione mediante precipitazione frazionata, analisi qualitativa sistematica, tecniche cromatografiche.
Module Analytical Chemistry I and Chemometrics Solution equilibria (acid-base, precipitation, complexation, redox), calculation of the activity of ionic species in solution, volumetric methods of analysis, introduction to instrumental methods of analysis. Introduction to the statistical methods useful in the chemical labs. See “Programma esteso” (Extended Program) for more detailed information. Module Laboratory In this module the theoretical and practical aspects of some of the most widely used separation techniques in analytical chemistry will be considered: separation by fractional precipitation, systematic qualitative analysis, chromatographic techniques.
Testi di riferimento/Textbooks
Modulo Chimica Analitica I e Chemiometria - D. Harris, "Chimica Analitica Quantitativa", Zanichelli - dispense fornite dal docente. Modulo laboratorio - E.J. Slowinski e W.L. Masterton, "Qualitative analysis and the properties of ions in aqueous solution", II edizione, Saunders College Publishing (1990) - G. Saini e E. Mentasti, "Fondamenti di chimica analitica – Analisi chimica strumentale", UTET (1995)
Module Analytical Chemistry I and Chemometrics - Daniel Harris, "Chimica Analitica Quantitativa", Zanichelli - notes and didactic material provided by the teacher Module Laboratory - E.J. Slowinski e W.L. Masterton, "Qualitative analysis and the properties of ions in aqueous solution", II edizione, Saunders College Publishing (1990) - G. Saini e E. Mentasti, "Fondamenti di chimica analitica – Analisi chimica strumentale", UTET (1995)
Obiettivi formativi/Mission
Modulo di Chimica Analitica e Chemiometria Conoscenza e padronanza di: equilibri in soluzione (acido-base, precipitazione, complessamento, redox), calcolo dell’attività di specie ioniche in soluzione, celle elettrochimiche, elettrodi, metodi volumetrici di analisi, generalità sui metodi di analisi elettrochimici, spettrofotometrici, spettroscopici, cromatografici. Abilità: saper affrontare e risolvere problemi sugli equilibri chimici, saper eseguire una ricerca bibliografica. Abilità comunicative: acquisire e saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli equilibri chimici e alle tecniche analitiche affrontate nel corso; saper presentare un caso studio mediante presentazione multimediale. Capacità di giudizio: saper trarre conclusioni sulla presenza di equilibri competitivi; saper scegliere le fonti più affidabili per risolvere un caso studio. Capacità di apprendimento: saper usare le conoscenze acquisite e la ricerca in banca dati per risolvere un caso studio. Chemiometria. Conoscenze: fornire allo/alla studente/studentessa la padronanza delle conoscenze statistiche necessarie in chimica. Capacità di scegliere il corretto test statistico nelle situazioni che si trovano più spesso in chimica. Abilità: saper applicare il corretto test statistico a situazioni pratiche. Capacità di giudizio: capacità di trarre le corrette conclusioni dall’applicazione dei test statistici. Capacità di comunicazione: saper riportare il risultato di un test statistico in modo corretto. Modulo laboratorio Il corso si propone di fornire le conoscenze e le abilità per affrontare un problema di chimica analitica qualitativa: attacco del campione, separazione degli interferenti e analisi vera propria. Capacità comunicative: saper redigere un quaderno di laboratorio e riportare i risultati di un esperimento in modo conciso e chiaro, utilizzando un lessico adeguato. Autonomia di giudizio e capacità di apprendere: saper risolvere un caso pratico mostrando senso critico e abilità nella scelta della strategia analitica opportuna e capacità di utilizzare il materiale didattico in autonomia per la soluzione del caso studio proposto.
Module Analytical Chemistry I and Chemometrics Module Analytical Chemistry: knowledge of the equilibria in solution (acidbase, precipitation, complexation, redox), Calculation of the activity of ionic species in solution, knowledge of Electrolytic cells, Electrodes, Volumetric analytical methods, introduction to electrochemical, spectrophotometric, spectroscopic and chromatographic analytical methods. Abilities: the students will be able to face and solve problems about chemical equilibria and to carry out a bibliographic search. Communication skills: the students will be able to use a suitable chemical vocabulary in relation to chemical equilibria and the analytical techniques described in the course and to present a case study by multimedia presentations. Judgment skills: know how to draw conclusions on the presence of competitive balances; knowing how to choose the most reliable sources to solve a case study. Learning skills: knowing how to use the acquired knowledge and database research to solve a case study. Chemometrics. Knowledge: provide the student with the mastery of the statistical knowledge required in chemistry. Ability to choose the correct statistical test in situations most often found in chemistry. Abilities: knowing how to apply the correct statistical test to practical situations. Judgment skills: ability to draw the correct conclusions from the application of statistical tests. Communication skills: being able to report the result of a statistical test correctly. Module Laboratory The course aims to provide the knowledge and skills to deal with a qualitative analytical chemistry problem: sample attack, separation of interferents and true analysis. Communication skills: knowing how to draw up a laboratory notebook and report the results of an experiment in a concise and clear way, using an appropriate vocabulary. Autonomy of judgment and ability to learn: know how to solve a practical case showing critical sense and skill in the choice of the appropriate analytical strategy and ability to use the educational material independently for the solution of the proposed case study.
Prerequisiti/Required background knowledge
Chimica Generale e Inorganica
General and Inorganic Chemitry
Metodi didattici/Teaching methods
Modulo Chimica Analitica I e Chemiometria Lezioni frontali, presentazioni powerpoint, esercitazioni in aula ed al computer, dispense, discussioni in aula. Agli/alle studenti/studentesse sarà chiesto di esporre un caso studio assegnato a lezione mediante presentazione powerpoint. Modulo laboratorio Introduzione dei concetti teorici mediante 1 CFU di lezioni frontali e applicazione dei principi nei restanti 5 CFU mediante esercitazioni in laboratorio in cui verrà completata l’analisi di un campione incognito. Il laboratorio è organizzato in modo tale da avere un continuo riscontro sulle conoscenze, sulle abilità e sul lessico acquisiti dagli/dalle studenti/studentesse. Verrà inoltre chiesto agli/alle studenti/studentesse di redigere un quaderno di laboratorio.
Module Analytical Chemistry I and Chemometrics Lectures, powerpoint presentations, classroom and computer tutorials, lecture notes, classroom discussions. Students will be asked to exhibit a case study assigned in class by a powerpoint presentation. Module Laboratory Introduction of the theoretical concepts through 1 CFU of lectures and application of the principles in the remaining 5 CFU through laboratory exercises in which the analysis of an unknown sample will be completed. The laboratory is organized in such a way as to have continuous feedback on the knowledge, skills and vocabulary acquired by the students. Students will also be asked to draw up a laboratory notebook
Altre informazioni/Further information
Modulo Chimica Analitica I e Chemiometria Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato attraverso esercitazioni e discussioni in classe. Modulo laboratorio L’apprendimento può essere efficacemente controllato poiché i concetti delle lezioni frontali vengono applicati direttamente in laboratorio anche tramite discussioni collegiali e soluzione di casi studio; nel caso, i concetti possono essere rispiegati durante il laboratorio stesso. 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.
Module Analytical Chemistry I and Chemometrics The control of learning during the course will be carried out through exercises and discussions in the classroom. Module Laboratory Learning can be effectively controlled because the concepts of the lectures are applied directly in the laboratory also through collective discussions and case study solutions; in this case, the concepts can be reexplained during the laboratory itself. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/servicesstudents-physical-or-learning-disabilities. Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Voto d'esame unico comprensivo dei due moduli. Il voto finale verrà formulato a partire dalla media pesata dei due moduli, tenuto conto della capacità dimostrata dallo/dalla studente/studentessa di padroneggiare i concetti dei due moduli ed essere in grado di applicare le conoscenze teorico/pratiche acquisite. Modulo Chimica Analitica I e Chemiometria Esame scritto consistente in 8 domande su problemi legati agli equilibri e 3 su problemi di statistica, volti a valutare le conoscenze teoriche (domande aperte), le abilità (risoluzione di esercizi), le capacità di giudizio (fornire una scelta o un giudizio critico); le due parti dell'esame scritto possono essere eseguite in momenti diversi a richiesta dello/della studente/studentessa. Esame orale consistente di una domanda a scelta e 2 domande del docente su argomenti trattati durante il corso, volte a valutare le conoscenze teoriche (domande aperte), l’autonomia di giudizio (saper affrontare problemi con equilibri multipli), le capacità comunicative (utilizzo di un lessico adeguato). Durante l’esame orale sarà richiesta l’esposizione di un caso studio assegnato a lezione mediante presentazione powerpoint, volta a valutare le abilità di apprendimento, le capacità comunicative e il senso critico. Per superare la prova lo/la studente/studentessa dovrà almeno dimostrare di conoscere ed aver compreso le nozioni di base sugli equilibri chimici e le loro interazioni, sia teoriche che per la soluzione di esercizi, nonchè di conoscere i concetti di base sulle tecniche trattate a lezione. L'eccellenza può essere raggiunta dimostrando solide basi teorico-pratiche nel trattare equilibri competitivi, anche nella soluzione di esercizi, e dimostrando conoscenze solide sulle tecniche trattate a lezione, dimostrando capacità di confronto e senso critico. Modulo laboratorio È obbligatoria la frequenza del laboratorio e lo/la studente/studentessa dovrà tenere un quaderno di laboratorio per sviluppare l’abilità di descrivere un’esperienza svolta e raccogliere i dati in modo corretto. Il giudizio finale si baserà sulla valutazione del quaderno di laboratorio e su una prova scritta di 5 domande come di seguito illustrate: due domande di teoria per valutare le conoscenze acquisite, un problema da risolvere per valutare le abilità acquisite e una domanda aperta in cui si chiede di impostare la risoluzione di un problema reale per valutare il senso critico, l’autonomia di giudizio e la capacità di apprendere del candidato. 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. La capacità di apprendere sarà valutata attraverso l’utilizzo da parte dello/della studente/studentessa del materiale fornito per risolvere casi reali. Per superare la prova lo/la studente/studentessa dovrà almeno dimostrare di conoscere ed aver compreso le nozioni di base e le loro applicazioni in laboratorio e di saper utilizzare un lessico adeguato. L’eccellenza può essere raggiunta dimostrando di possedere solide basi teorico-pratiche e di saper utilizzare il materiale per risolvere casi reali con senso critico, nonché di saper usare un lessico appropriato. Il livello di difficoltà corrisponde al programma svolto e ai testi di riferimento indicati.
Only exam mark including the two modules. The final score will be formulated starting from the weighted average of the two modules, taking into account the student's ability to deal with the concepts of the two modules and be able to apply the theoretical / practical knowledge acquired. Module Analytical Chemistry I and Chemometrics Written exam consisting of 8 questions on problems related to equilibria and 3 on statistical problems, aimed at evaluating theoretical knowledge (open questions), skills (solving exercises), judgment skills (providing a choice or critical judgment); the two parts of the written exam can be performed at different times at the request of the student. Oral exam consisting of a question of choice and 2 questions of the teacher on topics covered during the course, aimed at evaluating theoretical knowledge (open questions), autonomy of judgment (knowing how to deal with problems with multiple equilibria), communication skills (use of an appropriate vocabulary). During the oral examination, the presentation of a case study assigned to the lesson will be required through a powerpoint presentation, aimed at evaluating learning abilities, communication skills and critical sense. To pass the test the student must at least demonstrate to know and understand the basics on chemical equilibrium and their interactions, both theoretical and for the solution of exercises, as well as to know the basic concepts on the techniques covered in class. Excellence can be achieved by demonstrating solid theoretical and practical bases in the treatment of competitive equilibria, also in the solution of exercises, and by demonstrating solid knowledge on the techniques it treats in class, demonstrating ability of comparison and critical sense. Module Laboratory The attendance of the laboratory is mandatory and the student must keep a laboratory notebook to develop the ability to describe an experience and collect the data correctly. The final judgment will be based on the evaluation of the laboratory notebook and on a written test of 5 questions as illustrated below: two theoretical questions to evaluate the acquired knowledge, a problem to be solved to evaluate the acquired skills and an open question in which asks to set the resolution of a real problem to assess the critical sense, the autonomy of judgment and the candidate's ability to learn. This modality of examination allows to evaluate the theoretical knowledge acquired, the ability to apply them to real cases, the ability to collect and critically analyze the results obtained, the communication skills in exposing the work done. The ability to learn will be assessed through the use by the student of the material provided to solve real cases. To pass the test, the student must at least demonstrate knowledge of and understand the basics and their applications in the laboratory and be able to use an appropriate vocabulary. Excellence can be achieved by demonstrating a solid theoretical-practical basis and knowing how to use the material to solve real cases with a critical sense, as well as knowing how to use an appropriate vocabulary. The difficulty level corresponds to the program carried out and to the reference texts indicated.
Programma esteso/Content
Modulo Chimica Analitica I e Chemiometria. Modulo di Chimica Analitica: Calcolo dell’attività di specie ioniche in soluzione, Equilibri in soluzione (acido-base, precipitazione, complessazione, redox), Equilibri di ripartizione tra solventi, Celle elettrochimiche, Elettrodi, Metodi volumetrici di analisi, Generalità sui metodi di analisi elettrochimici, spettrofotometrici, spettroscopici, cromatografici. Esecuzione di una ricerca bibliografica mediante ricerca in banca dati, modalità di soluzione di casi studio e scelta delle fonti bibliografiche più autorevoli, modalità di esposizione efficace di risultati scientifici tramite strumenti multimediali. Modulo di Chemiometria: Le variabili aleatorie e gli indicatori statistici. Dipendenza ed indipendenza statistica e relative implicazioni. Le distribuzioni di probabilità (normale, t di Student, F di Fisher, Chi quadrato, Poisson, binomiale, uniforme) ed il loro utilizzo. Il test statistico (struttura, finalità, errori alfa e beta). Test parametrici e non parametrici (introduzione ai vari test ed esempi relativi al loro uso). Approcci sperimentali per valutare la significatività di effetti. Modulo laboratorio In questo corso sperimentale di base verranno presi in considerazione gli aspetti teorico-pratici di alcune delle più diffuse tecniche di separazione utilizzate nella chimica analitica. Il programma prevede: Separazione mediante precipitazione frazionata. Resa e fattore di separazione. Attacco e dissoluzione del campione. Analisi qualitativa sistematica. Gruppi analitici per la separazione di cationi. Ricerca degli anioni piùcomuni. Analisi qualitativa in presenza di interferenti. Tecniche cromatografiche di separazione. Cromatografia di adsorbimento e di ripartizione. Cromatografia su colonna, su carta, su strato sottile. Soluzione di casi reali. Verrà inoltre illustrato come tenere un quaderno di laboratorio e come utilizzare il materiale didattico per uno studio in autonomia per la risoluzione di problemi reali. Particolare attenzione sarà posta al trasferimento agli studenti/studentesse di un lessico adeguato.
Module Analytical Chemistry I and Chemometrics Analytical Chemistry: calculation of the activity of ionic species in solution, Equilibria in solution (acid-base, precipitation, complexation, redox), Repartition equilibria between immiscible solvents, Electrolytic cells, Electrodes, Volumetric analytical methods, Introduction to electrochemical, spectrophotometric, spectroscopic and chromatographic analytical methods. Execution of a bibliographic research by means of database research, methods of solving case studies and selection of the most reliable bibliographic sources, methods for the effective display of scientific results through multimedia tools. Chemometrics: Statistical descriptors. Statistical dependence and relative implications. Probability distributions (normal, t-Student, F-Fisher, Chi- Square, Poisson, binomial, uniform) and their use. The statistical test (structure, target, alpha and beta errors). Parametric and not parametric tests (introduction and examples of utilization). Experimental designs for evaluating the effects significance. Module Laboratory In this basic experimental course the theoretical and practical aspects of some of the most widespread separation techniques used in analytical chemistry will be taken into consideration. The program includes: separation by fractional precipitation. Yield and separation factor. Attack and dissolution of the sample. Systematic qualitative analysis. Analytical groups for the separation of cations. Search for the most common anions. Qualitative analysis in the presence of interferents. Chromatographic separation techniques. Adsorption and partition chromatography. Column chromatography, on paper, on a thin layer. Solution of real cases. It will also show how to keep a laboratory notebook and how to use the educational material for a study in autonomy for the resolution of real problems. Particular attention will be given to the transfer to students of an appropriate vocabulary.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Modulo Chimica Analitica I e Chemiometria. Conoscenza e Comprensione - conoscenza e padronanza di equilibri in soluzione (acido-base, precipitazione, complessamento, redox), - conoscenza dell’attività di specie ioniche in soluzione, - conoscenza di celle elettrochimiche, elettrodi, - conoscenza dei metodi volumetrici di analisi - conoscenza delle generalità sui metodi di analisi elettrochimici, spettrofotometrici, spettroscopici, cromatografici - conoscenza e padronanza delle conoscenze statistiche necessarie in chimica - conoscenza dei principali test statistici che si trovano più spesso in chimica. Capacità di applicare Conoscenza e Comprensione - saper affrontare e risolvere problemi sugli equilibri chimici - saper applicare il corretto test statistico a situazioni pratiche - saper eseguire una ricerca in banca dati Abilità comunicative - saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli equilibri chimici e alle tecniche analitiche affrontate nel corso; - saper presentare un caso studio mediante presentazione multimediale; - saper riportare il risultato di un test statistico in modo corretto. Capacità di giudizio - saper trarre conclusioni sulla presenza di equilibri competitivi - saper scegliere le fonti bibliografiche più affidabili nella soluzione di un caso studio - saper scegliere il corretto test statistico nelle situazioni che si trovano più spesso in chimica - saper trarre le corrette conclusioni dall’applicazione dei test statistici. Capacità di apprendimento - saper usare le conoscenze acquisite e la ricerca in banca dati per risolvere un caso studio Modulo laboratorio Conoscenza e comprensione - conoscenza degli equilibri in soluzione e dei principi base di lavoro nel laboratorio analitico. Capacità di applicare conoscenza e comprensione - abilità di raccogliere dati in modo corretto e di tenere un quaderno di laboratorio; - abilità di applicare le metodiche nell’esecuzione degli esperimenti di laboratorio; - abilità di fornire il risultato finale dell’analisi in modo corretto. Autonomia di giudizio - capacità di analizzare con senso critico i risultati ottenuti nelle esperienze pratiche, individuando eventuali errori e proponendo soluzioni; - abilità di applicare le conoscenze teoriche all’esecuzione e comprensione degli esperimenti di laboratorio e all’interpretazione dei risultati ottenuti. Abilità comunicative - abilità di relazionare sul lavoro svolto (e più in generale su argomenti chimico-scientifici) in maniera precisa, concisa e chiara per iscritto; - acquisizione di un appropriato linguaggio scientifico; - saper tenere un quaderno di laboratorio. Capacità di apprendimento - capacità di utilizzare il materiale didattico per uno studio critico e ragionato e per risolvere casi reali, anche nell’ottica dell’aggiornamento continuo.
Module Analytical Chemistry I and Chemometrics Knowledge and Understanding - knowledge and mastery of equilibria in solution (acid-base, precipitation, complexation, redox), - knowledge of the activity of ionic species in solution, - knowledge of electrochemical cells, electrodes, - knowledge of volumetric methods of analysis - general knowledge on electrochemical, spectrophotometric, spectroscopic and chromatographic methods - knowledge and mastery of the statistical knowledge needed in chemistry - knowledge of the main statistical tests that are most often found in chemistry. Ability to apply Knowledge and Understanding - face and solve problems on chemical equilibria - apply the correct statistical test to practical situations - perform a database search Communication skills - use an appropriate chemical vocabulary in relation to the chemical equilibria and analytical techniques dealt within the course; - present a case study through multimedia presentation; - report the result of a statistical test correctly. Judgment skills - draw conclusions on the presence of competitive equilibria - choose the most reliable bibliographic sources in the solution of a case study - choose the correct statistical test in situations that are most often found in chemistry - draw the correct conclusions from the application of statistical tests. Learning ability - use the acquired knowledge and database research to solve a case study Module Laboratory Knowledge and understanding - knowledge of the equilibrium in solution and of the basic principles of work in the analytical laboratory. Ability to apply knowledge and understanding - ability to collect data correctly and keep a laboratory notebook; - ability to apply methods in the performance of laboratory experiments; - ability to provide the final result of the analysis correctly. Autonomy of judgment - ability to critically analyze the results obtained in practical experiences, identifying possible errors and proposing solutions; - ability to apply theoretical knowledge to the execution and understanding of laboratory experiments and to the interpretation of the results obtained. Communication skills - ability to relate on the work performed (and more generally on chemical-scientific topics) in a precise, concise and clear manner in writing; - acquisition of an appropriate scientific language; - know how to keep a laboratory notebook. Learning skills - ability to use the teaching material for a critical and reasoned study and to solve real cases, also with a view to continuous updating.
Modules
Course ID Course SSD Teachers Agenda web
MF0038Chimica analitica I e chemiometria CHIM/01 - CHIMICA ANALITICA Marengo Emilio Not available
MF0039Laboratorio di chimica analitica I CHIM/01 - CHIMICA ANALITICA Aceto Maurizio, Barberis Elettra Not available
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Course
Chimica analitica I e chemiometria
Course ID
MF0038
Academic Year
2025/2026
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
MARENGO Emilio
Teachers
Marengo Emilio
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
CHIM/01 - CHIMICA ANALITICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Conoscenza e padronanza degli equilibri in soluzione (acido-base, precipitazione, complessamento, redox), calcolo dell’attività di specie ioniche in soluzione, metodi volumetrici di analisi, generalità sui metodi di analisi elettrochimici, spettrofotometrici, spettroscopici, cromatografici. Introduzione ai metodi statistici utili nel laboratorio chimico. Vedi “Programma esteso” per informazioni più dettagliate.
Solution equilibria (acid-base, precipitation, complexation, redox), calculation of the activity of ionic species in solution, volumetric methods of analysis, introduction to instrumental methods of analysis. Introduction to the statistical methods useful in the chemical labs. See “Programma esteso” (Extended Program) for more detailed information.
Testi di riferimento/Textbooks
- D. Harris, "Chimica Analitica Quantitativa", Zanichelli - dispense fornite dal docente.
- Daniel Harris, "Chimica Analitica Quantitativa", Zanichelli - notes and didactic material provided by the teacher
Obiettivi formativi/Mission
Modulo di Chimica Analitica e Chemiometria: Conoscenza e padronanza di: equilibri in soluzione (acido-base, precipitazione, complessamento, redox), calcolo dell’attività di specie ioniche in soluzione, celle elettrochimiche, elettrodi, metodi volumetrici di analisi, generalità sui metodi di analisi elettrochimici, spettrofotometrici, spettroscopici, cromatografici. Abilità: saper affrontare e risolvere problemi sugli equilibri chimici, saper eseguire una ricerca bibliografica. Abilità comunicative: acquisire e saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli equilibri chimici e alle tecniche analitiche affrontate nel corso; saper presentare un caso studio mediante presentazione multimediale. Capacità di giudizio: saper trarre conclusioni sulla presenza di equilibri competitivi; saper scegliere le fonti più affidabili per risolvere un caso studio. Capacità di apprendimento: saper usare le conoscenze acquisite e la ricerca in banca dati per risolvere un caso studio. Chemiometria. Conoscenze: fornire allo/alla studente/studentessa la padronanza delle conoscenze statistiche necessarie in chimica. Capacità di scegliere il corretto test statistico nelle situazioni che si trovano più spesso in chimica. Abilità: saper applicare il corretto test statistico a situazioni pratiche. Capacità di giudizio: capacità di trarre le corrette conclusioni dall’applicazione dei test statistici. Capacità di comunicazione: saper riportare il risultato di un test statistico in modo corretto.
Module Analytical Chemistry: knowledge of the equilibria in solution (acid-base, precipitation, complexation, redox), Calculation of the activity of ionic species in solution, knowledge of Electrolytic cells, Electrodes, Volumetric analytical methods, introduction to electrochemical, spectrophotometric, spectroscopic and chromatographic analytical methods. Abilities: the students will be able to face and solve problems about chemical equilibria and to carry out a bibliographic search. Communication skills: the students will be able to use a suitable chemical vocabulary in relation to chemical equilibria and the analytical techniques described in the course and to present a case study by multimedia presentations. Judgment skills: know how to draw conclusions on the presence of competitive balances; knowing how to choose the most reliable sources to solve a case study. Learning skills: knowing how to use the acquired knowledge and database research to solve a case study.Chemometrics. Knowledge: provide the student with the mastery of the statistical knowledge required in chemistry. Ability to choose the correct statistical test in situations most often found in chemistry. Abilities: knowing how to apply the correct statistical test to practical situations. Judgment skills: ability to draw the correct conclusions from the application of statistical tests. Communication skills: being able to report the result of a statistical test correctly.
Prerequisiti/Required background knowledge
Chimica Generale e Inorganica
General and Inorganic Chemistry
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali, presentazioni powerpoint, esercitazioni in aula ed al computer, dispense, discussioni in aula. Agli studenti/studentesse sarà chiesto di esporre un caso studio assegnato a lezione mediante presentazione powerpoint.
Lectures, powerpoint presentations, classroom and computer tutorials, lecture notes, classroom discussions. Students will be asked to exhibit a case study assigned in class by a powerpoint presentation.
Altre informazioni/Further information
Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato attraverso esercitazioni e discussioni in classe. 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.
The control of learning during the course will be carried out through exercises and discussions in the classroom. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/servicesstudents-physical-or-learning-disabilities. Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame scritto consistente in 8 domande su problemi legati agli equilibri e 3 su problemi di statistica, volti a valutare le conoscenze teoriche (domande aperte), le abilità (risoluzione di esercizi), le capacità di giudizio (fornire una scelta o un giudizio critico); le due parti dell'esame scritto possono essere eseguite in momenti diversi a richiesta dello/della studente/studentessa. Esame orale consistente di una domanda a scelta e 2 domande del docente su argomenti trattati durante il corso, volte a valutare le conoscenze teoriche (domande aperte), l’autonomia di giudizio (saper affrontare problemi con equilibri multipli), le capacità comunicative (utilizzo di un lessico adeguato). Durante l’esame orale sarà richiesta l’esposizione di un caso studio assegnato a lezione mediante presentazione powerpoint, volta a valutare le abilità di apprendimento, le capacità comunicative e il senso critico. Per superare la prova lo studente/studentessa dovrà almeno dimostrare di conoscere ed aver compreso le nozioni di base sugli equilibri chimici e le loro interazioni, sia teoriche che per la soluzione di esercizi, nonchè di conoscere i concetti di base sulle tecniche trattate a lezione. L'eccellenza può essere raggiunta dimostrando solide basi teorico-pratiche nel trattare equilibri competitivi, anche nella soluzione di esercizi, e dimostrando conoscenze solide sulle tecniche trattate a lezione, dimostrando capacità di confronto e senso critico.
Written exam consisting of 8 questions on problems related to equilibria and 3 on statistical problems, aimed at evaluating theoretical knowledge (open questions), skills (solving exercises), judgment skills (providing a choice or critical judgment); the two parts of the written exam can be performed at different times at the request of the student. Oral exam consisting of a question of choice and 2 questions of the teacher on topics covered during the course, aimed at evaluating theoretical knowledge (open questions), autonomy of judgment (knowing how to deal with problems with multiple equilibria), communication skills (use of an appropriate vocabulary). During the oral examination, the presentation of a case study assigned to the lesson will be required through a powerpoint presentation, aimed at evaluating learning abilities, communication skills and critical sense. To pass the test the student must at least demonstrate to know and understand the basics on chemical equilibrium and their interactions, both theoretical and for the solution of exercises, as well as to know the basic concepts on the techniques covered in class. Excellence can be achieved by demonstrating solid theoretical and practical bases in the treatment of competitive equilibria, also in the solution of exercises, and by demonstrating solid knowledge on the techniques it treats in class, demonstrating ability of comparison and critical sense.
Programma esteso/Content
Modulo di Chimica Analitica: Calcolo dell’attività di specie ioniche in soluzione, Equilibri in soluzione (acido-base, precipitazione, complessazione, redox), Equilibri di ripartizione tra solventi, Celle elettrochimiche, Elettrodi, Metodi volumetrici di analisi, Generalità sui metodi di analisi elettrochimici, spettrofotometrici, spettroscopici, cromatografici. Esecuzione di una ricerca bibliografica mediante ricerca in banca dati, modalità di soluzione di casi studio e scelta delle fonti bibliografiche più autorevoli, modalità di esposizione efficace di risultati scientifici tramite strumenti multimediali. Modulo di Chemiometria: Le variabili aleatorie e gli indicatori statistici. Dipendenza ed indipendenza statistica e relative implicazioni. Le distribuzioni di probabilità (normale, t di Student, F di Fisher, Chi quadrato, Poisson, binomiale, uniforme) ed il loro utilizzo. Il test statistico (struttura, finalità, errori alfa e beta). Test parametrici e non parametrici (introduzione ai vari test ed esempi relativi al loro uso). Approcci sperimentali per valutare la significatività di effetti.
Analytical Chemistry: calculation of the activity of ionic species in solution, Equilibria in solution (acid-base, precipitation, complexation, redox), Repartition equilibria between immiscible solvents, Electrolytic cells, Electrodes, Volumetric analytical methods, Introduction to electrochemical, spectrophotometric, spectroscopic and chromatographic analytical methods. Execution of a bibliographic research by means of database research, methods of solving case studies and selection of the most reliable bibliographic sources, methods for the effective display of scientific results through multimedia tools. Chemometrics: Statistical descriptors. Statistical dependence and relative implications. Probability distributions (normal, t-Student, F-Fisher, Chi-Square, Poisson, binomial, uniform) and their use. The statistical test (structure, target, alpha and beta errors). Parametric and not parametric tests (introduction and examples of utilization). Experimental designs for evaluating the effects significance.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e Comprensione - conoscenza e padronanza di equilibri in soluzione (acido-base, precipitazione, complessamento, redox), - conoscenza dell’attività di specie ioniche in soluzione, - conoscenza di celle elettrochimiche, elettrodi, - conoscenza dei metodi volumetrici di analisi - conoscenza delle generalità sui metodi di analisi elettrochimici, spettrofotometrici, spettroscopici, cromatografici - conoscenza e padronanza delle conoscenze statistiche necessarie in chimica - conoscenza dei principali test statistici che si trovano più spesso in chimica. Capacità di applicare Conoscenza e Comprensione - saper affrontare e risolvere problemi sugli equilibri chimici - saper applicare il corretto test statistico a situazioni pratiche - saper eseguire una ricerca in banca dati Abilità comunicative - saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli equilibri chimici e alle tecniche analitiche affrontate nel corso; - saper presentare un caso studio mediante presentazione multimediale; - saper riportare il risultato di un test statistico in modo corretto. Capacità di giudizio - saper trarre conclusioni sulla presenza di equilibri competitivi - saper scegliere le fonti bibliografiche più affidabili nella soluzione di un caso studio - saper scegliere il corretto test statistico nelle situazioni che si trovano più spesso in chimica - saper trarre le corrette conclusioni dall’applicazione dei test statistici. Capacità di apprendimento - saper usare le conoscenze acquisite e la ricerca in banca dati per risolvere un caso studio
Knowledge and Understanding - knowledge and mastery of equilibria in solution (acid-base, precipitation, complexation, redox), - knowledge of the activity of ionic species in solution, - knowledge of electrochemical cells, electrodes, - knowledge of volumetric methods of analysis - general knowledge on electrochemical, spectrophotometric, spectroscopic and chromatographic methods - knowledge and mastery of the statistical knowledge needed in chemistry - knowledge of the main statistical tests that are most often found in chemistry. Ability to apply Knowledge and Understanding - face and solve problems on chemical equilibria - apply the correct statistical test to practical situations - perform a database search Communication skills - use an appropriate chemical vocabulary in relation to the chemical equilibria and analytical techniques dealt within the course; - present a case study through multimedia presentation; - report the result of a statistical test correctly. Judgment skills - draw conclusions on the presence of competitive equilibria - choose the most reliable bibliographic sources in the solution of a case study - choose the correct statistical test in situations that are most often found in chemistry - draw the correct conclusions from the application of statistical tests. Learning ability - use the acquired knowledge and database research to solve a case study
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Course
Laboratorio di chimica analitica I
Course ID
MF0039
Academic Year
2025/2026
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
ACETO Maurizio
Teachers
Aceto Maurizio, Barberis Elettra
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
CHIM/01 - CHIMICA ANALITICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
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Course
INGLESE
Course ID
S0324
Academic Year
2025/2026
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
GUBIANI Gessica
Teachers
Gubiani Gessica
CFU
3.0
Teaching duration (hours)
50.0
Individual study time
25.0
SSD
NN -
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
E
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
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Course
COMPLEMENTI DI CHIMICA II
Course ID
S1594
Academic Year
2025/2026
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
COSSI Maurizio
Teachers
Cossi Maurizio
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
CHIM/02 - CHIMICA FISICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
C
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso si propone di illustrare alcuni strumenti matematici generali, utili per la soluzione di problemi in Chimica, con applicazioni in particolare in spettroscopia e nell'analisi dei dati; gli studenti apprendono alcune basi teoriche e si esercitano a applicare le tecniche a problemi chimici specifici. I principali argomenti trattati riguardano la teoria dei gruppi, lo sviluppo di funzioni in serie di potenze, le serie e le trasformate di Fourier.
The course aims to describe some mathematical tools of general use in Chemistry for the solution of various problems, in particular for Spectroscopy and data analysis; students are expected to learn some theoretical bases and to exercise with specific chemical problems. The main contents involve Group Theory, function expansions in power series, and Fourier series and transforms.
Testi di riferimento/Textbooks
Dispense fornite dal docente. Testo: Mary Boas “Mathematical methods for the physical sciences”.
Notes provided by the teacher. Mary Boas “Mathematical methods for the physical sciences”.
Obiettivi formativi/Mission
1) Fornire conoscenze nell'ambito della Teoria dei Gruppi (TdG), con particolari applicazioni ai gruppi di simmetria puntuale; sviluppare l'abilità di riconoscere il gruppo di simmetria di molecole in genere, e di ricavare le informazioni proprie della TdG; raggiungere la competenza di descrivere le specie di simmetria di vibrazioni molecolari.spettroscopiche. 2) Approfondire la conoscenza delle tecniche matematiche relative alle serie numeriche e di funzioni; sviluppare l'abilità di ottenere gli sviluppi in serie di potenze di funzioni generiche. 3) Introdurre i concetti e le tecniche di calcolo legati agli sviluppi in serie di Fourier, e in seguito alle trasformate di Fourier (TdF); sviluppare l'abilità di espandere nelle serie opportune segnali periodici di forma generica, e di calcolare la TdF di funzioni diverse; ottenere la competenza di applicare l TdF a tecniche spettroscopiche. Abilità comunicative: acquisire e saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli argomenti affrontati nel corso. Capacità di apprendere nuove informazioni sugli argomenti trattati nel corso e di trarre conclusioni dai risultati ottenuti dall’applicazione delle tecniche apprese.
1) Provide a general knowledge of the Group Theory (GT), with applications to point symmetry groups; develop the skill to determine the molecular symmetry groups, and to obtain the relevan informations from GT; reach the competence to describe the symmetry species of molecular vibrations. 2) Obtain a deeper knowledge of the mathematical tools related to number and function series; develop the skill to obtain a power series expansion of a given function. 3) Illustrate the basic concepts and the techniques related to Fourier series and transforms; develop the kill to expand periodic signals in Fourier series and to compute the Fourier transform of various functions; get the competence of use Fourier transform in spectroscopic applications. Communicative skills: obtain a suitable chemical lexicon, and the ability of use it in various applications related to the course arguments.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenze di base di Analisi Matematica.
Basic knowledge of Calculus.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali, esercitazioni guidate e libere, esercitzioni su supporti informatici.
Lectures and exercises.
Altre informazioni/Further information
Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato attraverso esercitazioni guidte dal docente.
Classroom exercises to check the learning during the course.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame orale, costituito da alcune domande sugli argomenti del corso, in particolare su Teoria dei Gruppi, Sviluppi in serie di funzioni, Serie e Trasformate di Fourier.
Oral exam, with questions about the arguments treated during the lessons. In particular, students will be questioned about Group Theory, power series expansion of functions, Fourier series and transform.
Programma esteso/Content
Il corso fornisce una introduzione al formalismo e ai risultati più importanti della Teoria dei Gruppi (TdG), utilizzando quasi esclusivamente esempi di gruppi di simmetria puntuale, di interesse applicativo in Chimica e Spettroscopia. Vengono definiti i gruppi, le classi e le rappresentazioni. Viene illustrato il teorema di ortogonalità Generale e i suoi corollari, il concetto di carattere delle rappresentazioni, e viene mostrato come ridurre rappresentazioni generiche in termini di rappresentazioni irriducibili. Per i gruppi di simmetria piu' semplici e comuni si ricavano le rappresentazioni irriducibili, illustrandone la nomenclatura e le relative tavole dei caratteri. Questi concetti vengono applicati, al termine della prima parte del corso, alla definizione delle specie di simmetria di vibrazioni molecolari, tramite la riduzione della rappresentazione normale per diverse molecole. Si descrive l'importanza di questa tecnica nell'analisi degli spettri IR. Nella seconda parte del corso vengono richiamati concetti di base sulle serie numeriche e sui teoremi che ne descrivono la convergenza, con diversi esercizi. In seguito si introducono le serie di funzioni e il concetto di raggio di convergenza, per arrivare a descrivere lo sviluppo in serie di potenze di diverse funzioni composte. Nell'ultima parte del corso vengono definite le serie di Fourier per lo sviluppo di funzioni (segnali) periodiche e si illustra come determinare i coefficienti dello sviluppo; infine si introduce il concetto di trasformata di Fourier per funzioni generiche e se ne illustrano alcuni esempi, in modo che gli studenti sviluppino la capacità di calcolare la trasformata almeno delle funzioni più semplici. Si descrive nel dettaglio l'applicazione di questi concetti alla spettroscopia in trasformata di Fourier, con la descrizione di un interferometro e degli esperimenti relativi.
The course provides an introduction to the formalism and the most important results of the Group Theory, almost exclusively using examples of point symmetry groups, of practical interest in Chemistry and Spectroscopy. Groups, classes and reducible and irreducible representations are defined. The Great Orthogonality Theorem is presented along with its corollaries, then the concept of character of representations is illustrated, and we show how to reduce generic representations in terms of irreducible representations. For symmetry groups more simple and common irreducible representations are obtained, describing the nomenclature and their character tables. These concepts are applied, at the end of the first part of the course, to the definition of the species of symmetry of molecular vibrations, through the reduction of the normal representation for different molecules. We describe the importance of this technique in the analysis of IR spectra. In the second part of the course the basic concepts on numerical series are recalled, along with the theorems ruling their convergence, with different exercises. Then we introduce function series and the concept of radius of convergence, to describe the development in power series of different functions. In the last part of the course we define the Fourier series for the development of periodic functions (signals) and illustrate how to determine the coefficients of the series; Finally, the concept of Fourier transform is introduced for generic functions and we illustrate some examples, so that students develop the ability to calculate the Fourier transform at least for the most simple functions. The application of these concepts to Fouries transformed spectroscopy is analyzed in detail, with the description of an interferometer and of the related experiments.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e comprensione: conoscenza dei principi e dei principali teoremi della Teoria dei Gruppi, con particolare riferimento ai gruppi di simmetria puntuale; conoscenza delle applicazioni della teoria dei gruppi alla simmetria molecolare; conoscenza dei teoremi sul calcolo di serie numeriche, test di convergenza, serie di Taylor e McLaurin; conoscenza dei teoremi di base dell'analisi di Fourier, sia per serie che per trasformate. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: capacità di riconoscere il gruppo di simmetria di una molecola e di ricavare le rappresentazioni del gruppo; capacità di applicare la teoria dei gruppi al calcolo delle vibrazioni molecolari; capacità di effettuare lo sviluppo in serie di potenze per funzioni generiche e di calcolarne il raggio di convegenza; capacità di sviluppare in serie di Fourier funzioni periodiche; capacità di trovare la trasformata di Fourier di semplici funzioni. Autonomia di giudizio: capacità di analizzare con senso critico gli spettri vibrazionali di molecole simmetriche; capacità di interpretare il funzionamento di strumenti in trasformata di Fourier. Abilità comunicative: abilità di relazionare su argomenti scientifici, in particolare legati alle applicazioni matematiche ai problemi chimici, in maniera precisa, concisa e chiara, sia per iscritto che oralmente. 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.
Knowledge and understanding: knowledge of the principles and main theorems of the Group Theory, in particular related to point symmetry goups; knowledge of the main application sof the Group Theory to molecular symmetry; knowledge of the main theorems on numerical series, convergency tests, Taylor and McLaurin series; knowledge of the basic theorems on Fourier analysis; achievement of a suitable scientific language. Applying knowledge and understanding: capacity to identify the symmetry group of a given molecule and to obtain its representations: capacity to apply group theory to molecular vibrations; capacity to develop in power series a given function and to calculate its convergency range; capacity to develop in Fourier series a given periodic function; skill to Fourier-transform a simple funtction. Making judgements: skill to critically analyze the vibrational spectra of symmetric molecules; skill to interpret the operation of instruments based on the Fourier transform. Communication skills: ability to report on scientific topics, in particular related to mathematical methods for chemistry, in a precise, concise and clear manner, both in written and oral form. Learning skills: ability to use the teaching material for a critical and reasoned study, also for a subsequent autonomous acquisition of superior knowledge and for a continuous updating.
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Course
PRINCIPI DI BIOCHIMICA
Course ID
MF0440
Academic Year
2025/2026
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teachers
Patrone Mauro
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
BIO/10 - BIOCHIMICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
C
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso si propone di fornire i fondamenti dei meccanismi biochimici che regolano la vita nella cellula, mediante un approccio strutturale e funzionale nello studio delle biomolecole e gli eventi molecolari coinvolti nel metabolismo intermedio.
Aim of the course provide the fundamentals of the biochemical mechanisms that regulate the life of the cell, through a structural and functional approach in the study of biomolecules study of intermediary metabolism. molecular events
Testi di riferimento/Textbooks
Laurea triennale I testi proposti sono essenziali ma completi per la comprensione del corso, sono stati elaborati con opportune operazioni di "alleggerimento" rispetto ai testi più "classici" Per chi possiede altri testi qui non indicati contattare il docente. •Fondamenti di Biochimica- Ritter- •Introduzione alla Biochimica di Lehninger Nelson, Cox •LE BASI DELLA BIOCHIMICA-CHAMPE, HARVEY, FERRIER •Fondamenti di Biochimica- Voet •PRINCIPI DI BIOCHIMICA Stryer • Biochimica Molecole e metabolismo Pearson ed. Laurea Magistrale (3+2) I corsi della laurea Magistrale sono di approfondimento, i testi qui di seguito sono i "classici" testi su cui si studia la biochimica •Principi di Biochimica di Lehninger Nelson, Cox •Biochimica – Campbell Farrel •Biochimica- Mathews, Van Holte, Ahern •Biochimica -Stryer •Biochimica -Voet, Voet compendio •Biologia molecolare della cellula Alberts/Watson •PRINCIPI DI BIOCHIMICA -Pollegioni EDISES Ulteriore materiale disponibile on-line (Testi in inglese) sarà consigliato per la consultazione
• Fundamentals of Biochemistry- Ritter- • Introduction to Biochemistry Lehninger Nelson, Cox • THE FOUNDATIONS OF BIOCHEMISTRY-Champe, HARVEY, FERRIER • Fundamentals of Biochemistry- Voet • Principles of Biochemistry Stryer •Biochemistry concept and connections Pearson ed. • Principles of Biochemistry Lehninger Nelson, Cox • Biochemistry - Campbell Farrel • Biochemistry- Mathews, Van Holte, Ahern • Biochemistry -Stryer • -Voet Biochemistry, Voet compendium • Molecular Biology of cell (Cell) Alberts / Watson •PRINCIPI DI BIOCHIMICA -Pollegioni EDISES On line texbooks offered on PUBMED site web.
Obiettivi formativi/Mission
L’obiettivo del corso è che gli studenti acquisiscano i principi fondamentali per la comprensione dei meccanismi biochimici a livello cellulare e molecolare: 1. principi fondamentali e metodologici della struttura e della funzione delle biomolecole (carboidrati, lipidi, acidi nucleici e proteine); 2. funzione e attività degli enzimi e principi catalisi enzimatica; 3. Bioenergetica, metabolismo centrale e principi di regolazione metabolica. Il corso fornisce quei fondamenti che saranno propedeutici per seguire i corsi delle Fisiologie e di Patologia generale e avviare gli studenti all’approccio sperimentale in campo biochimico.
The aim of the course is that students acquire the basic principles for understanding biochemical mechanisms at cellular and molecular level: 1. fundamental and methodological principles of the structure and function of biomolecules (carbohydrates, lipids, nucleic acids, proteins); 2. function and activity of enzymes and principles of enzymatic catalysis; 3. bioenergetics, metabolic pathways and principles of metabolic regulation. The course provides the fundamentals that will be preparatory to follow the courses of Physiology and General Pathology and introducing students to the experimental approach in the biochemical field.
Prerequisiti/Required background knowledge
Il docente sconsiglia di affrontare lo studio della materia senza le opportune basi culturali, che si intendono come: buone basi in matematica e fisica; buona conoscenza della Chimica Generale e soprattutto della Chimica Organica. Buone conoscenze di base della biologia cellulare. Una adeguata proprietà di linguaggio e padronanza scientifica.
Teacher advises against tackling the study of the subject without the appropriate cultural bases, which are understood as good bases in mathematics and physics, good knowledge of General Chemistry and especially of Organic Chemistry. Good basic knowledge of cell biology. An adequate property of language and scientific mastery.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali tradizionali, esercitazioni numeriche in aula ed esperienze in laboratorio. Le lezioni del corso sono supportate da attività sulla piattaforma D.I.R. con: slide, articoli scientifici, letture consigliate, esercizi tipo commentati, test verifica competenze acquisite. Nelle lezioni frontali saranno fornite le conoscenze su biomolecole e sui principali eventi metabolici cellulari utili alla comprensionre della logica cellulare energetica. L’attività in laboratorio sarà funzionale alla acquisizione delle abilità di base per il laboratorio di biochimica: preparazione di tamponi, utilizzo della bilancia e della comune strumentazione di laboratorio, misurazioni spettrofotometriche, introduzione alla comprensione delle tecniche di purificazione proteica. Frequenze sia a lezione come per i laboratori: consigliata. Durante le lezioni frontali vengono effettuati con cadenza mensile test di verifica delle competenze acquisite. Discussione collegiale.
Traditional frontal lessons, numerical exercises in the classroom and laboratory experiences. The lessons of the course are supported by activities on the web site D.I.R. accompanied by: slides, scientific articles, recommended readings, commented exercises, tests of acquired skills. In the lectures will be given the knowledge on biomolecules and on the main cellular metabolic events useful for understanding energy cellular logic. The activity in the laboratory will be functional to the acquisition of basic skills for the biochemical laboratory: preparation of swabs, use of the balance and common laboratory instrumentation, spectrophotometric measurements, introduction to the understanding of protein purification techniques. Frequencies both in class and for laboratories: recommended. During the lectures, tests of the acquired skills are carried out on a monthly basis. Collegial discussion.
Altre informazioni/Further information
Controllo dell'apprendimento: discussione collegiale degli argomenti del programma e degli esercizi numerici proposti durante le lezioni. Il corso e` supportato nella sezione DIR (Principi di biochimica) con materiale ad uso dello studente per verificare il grado di preparazione iniziale e dell'apprendimento in itinere. Sono disponibili tracce di discussione e verifica di studio degli argomenti trattati nel corso. Sono inoltre disponibili test con domande a risposta aperta e multipla ed esercizi numerici per la valutazione dello studio. Il docente risponde solo alle e-mail firmate e provenienti dal dominio: matricola@studenti.uniupo.it. 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. Durante il corso verranno proposti dei percorsi di approfondimento con attività su DIR, per gli studenti che intendono partecipare. ESAME a quiz su Esami.dir, domande aperte scritte svolte su foglio.
Learning control: collegial discussion of the topics of the program and of the numerical exercises proposed during the lessons. Course is supported in the web site DIR section (Principles of biochemistry) with appropriate material to verify the degree of initial preparation and learning “in itinere”. There are traces of discussion and verification of the study of the topics covered in the course. There are also tests with open-ended and multiple-choice questions and numerical exercises for the evaluation of the study. The teacher answers only to e-mail signed and coming from the domain: matricola@studenti.uniupo.it. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/services-students-physical-or-learning-disabilities Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma del corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. L'esame prevede, nella stessa giornata, il superamento di una prova scritta. La prova scritta è della durata di due ore (massimo). Le domande della prova scritta comprendono: test a risposta multipla, strutture molecolari, esercizi numerici (30 domande), domande a risposta aperta (tre domande), relative a tutti gli argomenti del programma del corso. Le risposte alle domande aperte vengono giudicate sia per il contenuto sia per il linguaggio appropriato. I punteggi delle domande sono indicati nel compito. La prova scritta è ripartita in tre segmenti: a) esercizi numerici e strutture molecolari (25%); b) test a risposta multipla su tutto il programma (25%); c) domande aperte su tutto il programma (50%). La sufficienza si raggiunge svolgendo in modo sufficiente e risondendo su tutte le tre parti, dimostrando di avere compreso le basi fondamentali della materia; l’eccellenza può essere raggiunta avendo svolto correttamente tutte le tre parti e dimostrando nella parte descrittiva aperta una adeguata capacità di relazione, di sintesi e buon senso critico. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18). Durante la prova scritta non è permesso consultare alcun tipo di materiale. E’ consigliato l’uso della calcolatrice. L’esame consente di valutare le conoscenze (domande teoriche), le abilità (esercizi), il senso critico e la capacità di apprendimento (esercizi con richiesta di espressione di un giudizio o di operare una scelta tra diverse alternative). Le domande aperte consentono di valutare le abilità comunicative. Le domande aperte saranno svolte seguendo le istruzioni della domanda. L’esame consente di valutare le conoscenze (domande teoriche), le abilità (esercizi), il senso critico e la capacità di apprendimento (esercizi con richiesta di espressione di un giudizio o di operare una scelta tra diverse alternative). Le domande aperte consentono di valutare le abilità comunicative. Essendo una prova scritta siete invitati ad utilizzare una grafia leggibile.
Objective of the exam consists in verifying the level of knowledge and deepening of the topics of the course program and the reasoning skills developed by the student. The exam includes the passing of a written exam on the same day. The written test lasts two hours. The questions in the written test include: multiple choice tests, molecular structures, numerical exercises (30), open-ended questions (3), related to all the topics of the course program. The answers to the open questions are judged both for the content and for the appropriate language. The scores of the questions are shown in the task. The written test is divided into three segments: a) numerical exercises and molecular structures (25%); b) multiple choice test on the whole program (35%); c) open questions on the whole program (40%). Sufficiency is achieved by correctly performing at least two of the three parts and demonstrating that they have understood the fundamental bases of the subject; excellence can be achieved by having correctly performed all three parts and demonstrating an adequate capacity for relationship, synthesis and good critical sense. The evaluation is expressed in thirtieths (minimum mark 18/30). During the written test it is not allowed to consult any kind of material. Calculator is recommended. The exam allows to evaluate the knowledge (theoretical questions), the skills (exercises), the critical sense and the ability to learn (exercises with the request for expression of a judgment or to make a choice between different alternatives). Open questions allow you to evaluate communication skills. The exam allows to evaluate the knowledge (theoretical questions), the skills (exercises), the critical sense and the ability to learn (exercises with the request for expression of a judgment or to make a choice between different alternatives). Open questions allow you to evaluate communication skills.
Programma esteso/Content
Obiettivi: La prima parte del corso ha l’obiettivo di fornire allo studente la comprensione dei rapporti struttura-funzione delle principali molecole biologiche, i meccanismi biochimici essenziali per una corretta funzionalità metabolica la chiave per la comprensione del contesto chimico e biologico nelle biomolecole e i fondamenti delle principali metodologie applicabili allo studio dei meccanismi molecolari nella cellula. PARTE PROPEDEUTICA: FONDAMENTI Richiami di biologia cellulare: organizzazione e compartimentazione cellulare; la cellula animale; la cellula vegetale; la cellula batterica; strutture sopramolecolari. Richiami di chimica: i legami del carbonio; la natura del legame chimico; proprietà dei principali gruppi funzionali e delle diverse classi dei composti organici; isomeria; interazioni deboli nei sistemi acquosi; ionizzazione dell’acqua degli acidi deboli e delle basi deboli; meccanismi tampone nei sistemi biologici. LE BIOMOLECOLE Carboidrati: definizioni classificazione e nomenclatura. La classificazione dei monosaccaridi. La configurazione e la conformazione. Isomeria ottica. Chiralità, proiezioni di Fisher e Haworth. I derivati degli zuccheri. Il legame glicosidico. I disaccaridi. I polisaccaridi strutturali: la cellulosa. Polisaccaridi di riserva: amido e glicogeno. Chitina. La struttura della membrana batterica. Lipidi e membrane: La classificazione dei lipidi. Gli acidi grassi naturali saturi ed insaturi. I triacilgliceroli. Le cere. Le vitamine. I glicolipidi. I doppi strati lipidici. Perchè si formano i doppi strati fosfolipidici. La mobilità dei lipidi nelle membrane. Le proteine integrali di membrana. Interazioni proteine lipidi. Le proteine periferiche di membrana. Struttura e assemblaggio delle membrane. Il modello a mosaico fluido. L'asimmetria delle membrane. Meccanismi di riconoscimento a livello di membrana. Organizzazione strutturale dei lipidi polari in acqua: micelle e liposomi. Acidi nucleici: i componenti dei nucleosidi e dei nucleotidi: struttura e nomenclatura. Polinucleotidi: struttura primaria e secondaria di DNA ed RNA. Amminoacidi: Proprietà generali degli amminoacidi naturali. Classificazione e caratteristiche. Le proprietà acido-base. La stereochimica. Amminoacidi non standard. Il Glutatione e gli antiossidanti. La stereochimica nei sistemi viventi. LA STRUTTURA TRIDIMENSIONALE DELLE PROTEINE Peptidi e proteine. Il legame peptidico. La struttura primaria. La struttura delle proteine. Livelli di organizzazione strutturale delle proteine: strutture secondarie e supersecondarie. Forze che stabilizzano le strutture tridimensionali. Ripiegamento e stabilità delle proteine. Denaturazione e ripiegamento. Conformazioni tridimensionali nelle proteine. LA FUNZIONE DELLE PROTEINE: STRUTTURE BIOLOGICHE Cheratina: il capello e la lana. I coiled coils. Fibroina: la struttura della seta. Collagene. Mioglobina ed Emoglobina. Studio delle strutture molecolari. Evoluzione molecolare. Il gruppo eme. Il legame con ossigeno. Il trasporto della CO2. Curve di saturazione dell’ossigeno. Fattori che regolano l’ossigenazione dell’emoglobina. Basi strutturali del legame con gli effettori molecolari. Cooperatività nel legame con O2. Effetto Bohr. Effetto BPG. Fattori che modificano l’affinità di Hb per O2. Transizioni molecolari nello stato T ed R: modelli molecolari. Il globulo rosso: la membrana. HbS una malattia molecolare: approccio allo studio delle proprietà chimico fisiche. GLI ENZIMI (questa parte andrà in sovrapposizione anche nel secondo semestre) Proprietà generali. Principi termodinamici, energia di attivazione. Cinetica enzimatica, derivazione dell’equazione di Michaelis-Menten, significato di Km, Vmax, Kcat ed efficienza catalitica, grafico dei doppi reciproci, esempi numerici. Misura dell’attività catalitica (UI e Katal). Effetto del pH e della temperatura sulla cinetica enzimatica. Inibizione enzimatica., metodi grafici per la caratterizzazione dell’inibizione competitiva, incompetitiva, e non competitiva. Effetti allosterici, Classificazione degli enzimi in base al tipo di reazione catalizzata, coenzimi e cofattori. Spettrofotometria uv/vis (assorbanza e trasmittanza, la legge di Lambert Beer) Applicazioni della spettrofotometria allo studio delle proteine. Bioenergetica e termodinamica cellulare: energia libera, entropia, equilibrio chimico. Significato delle variazioni dell’equilibrio chimico. ATP ed altri composti ad alta energia: le basi strutturali delle differenze in energia libera; ruolo nelle reazioni biologiche. Il trasferimento di gruppi fosforici. Reazioni chimiche accoppiate: ossidazioni e riduzioni, il ruolo dei coenzimi trasportatori. Compartimentazione cellulare delle vie metaboliche. Metabolismo degli esosi. Sistemi di trasporto del glucosio. Fosforilazione del glucosio: ruolo delle isoforme dell'esochinasi. La glicolisi: significato, tappe di reazione, di regolazione e bilancio energetico. La fosforilazione a livello del substrato. Destino del piruvato in condizioni anaerobiche: fermentazioni alcolica e lattica. La degradazione del glicogeno. Significato e regolazione muscolare ed epatica. Regolazione allosterica e covalente della glicogeno fosforilasi. Trasduzione dei segnali extracellulari: proteine G e secondi messaggeri. Ruolo dell’AMPc e della proteina chinasi A nella regolazione del metabolismo del glicogeno. Il ciclo di Cori. Il ciclo dei pentosi fosfati. Struttura e funzione dei mitocondri. Il ciclo dell’acido citrico: la Piruvato deidrogenasi e le fasi della decarbossilazione ossidativa del piruvato. Meccanismo del ciclo dell’ acido citrico, significato metabolico e tappe di regolazione . Il ciclo del gliossilato. La catena di trasporto degli elettroni: sistemi ossidoriduttivi e loro componenti. Generazione e utilizzazione del gradiente protonico transmembrana. Trasporto di piruvato, fosfato inorganico, ATP e ADP attraverso la membrana mitocondriale interna. L'ATP sintasi: organizzazione molecolare e meccanismo di funzionamento. Fosforilazione ossidativa. La teoria chemiosmotica. Regolazione. Bilancio energetico complessivo dell’ ossidazione del glucosio: rendimento. Catabolismo lipidico. Trasporto ed ossidazione mitocondriale. L’ossidazione del palmitato: le tappe ed i prodotti. Regolazione. Bilancio energetico per l’ossidazione del palmitato: rendimento. Corpi chetonici: significato metabolico. Catabolismo delle proteine e degli amminoacidi. Forme di escrezione dell’azoto. Il ciclo glucosio-alanina. Il trasporto del gruppo amminico nel fegato: deamminazione ossidativa. Escrezione dell’azoto e ciclo dell’urea. Collegamento con il ciclo dell’acido citrico. Bilancio energetico. Ossidazione dello scheletro carbonioso: amminoacidi glucogenici e chetogenici. Coordinazione metabolica tra organi. Metodologie applicate. Spettrofotometria e dosaggi proteici. Misure volumetriche. Utilizzo del materiale fornito per approfondire e aggiornare criticamente obiettivi e/o i risultati di un piano di ricerca secondo un approccio sia quantitativo che qualitativo.
Objectives: The first part of the course aims to give students an understanding of the structure-function relationships of the main biological molecules, essential biochemical mechanisms for proper metabolic function key to the understanding of the chemical and biological context in biomolecules and foundations the main methods applied to the study of the molecular mechanisms in the cell. INTRODUCTORY PART: FOUNDATIONS Recalls of cell biology: organization and cell compartmentalization; the animal cell; the plant cell; the bacterial cell; supramolecular structures. Elements of chemistry: the carbon bonds; the nature of the chemical bond; properties of the main functional groups and the different classes of organic compounds; isomerism; weak interactions in aqueous systems; water ionization of weak acids and weak bases; buffer mechanisms in biological systems. BIOMOLECULES Carbohydrates: classification definitions and nomenclature. The classification of monosaccharides. The configuration and conformation. Optical isomerism. Chirality, Fisher projections and Haworth. The derivatives of sugars. The glycosidic bond. The disaccharides. The structural polysaccharides: cellulose. Polysaccharides reserve: starch and glycogen. Chitin. The structure of the bacterial membrane. Lipids and membranes: The classification of lipids. The saturated and unsaturated natural fatty acids. The triacylglycerols. The waxes. The vitamins. The glycolipids. The lipid bilayers. Because they form the double phospholipid layers. The mobility of lipids in membranes. The integral membrane proteins. Lipid-protein interactions. The membrane peripheral proteins. Structure and assembly of membrane. The fluid mosaic model. The asymmetry of the membranes. recognition mechanisms at membrane level. structural organization of polar lipids in water: micelles and liposomes. Nucleic acids: the components of nucleosides and nucleotides: structure and nomenclature. Polynucleotides: primary and secondary structure of DNA and RNA. Amino acids: general properties of natural amino acids. Classification and characteristics. The acid-base properties. Stereochemistry. Non-standard amino acids. Glutathione and antioxidants. Stereochemistry in living systems. THE THREE-DIMENSIONAL STRUCTURE OF PROTEIN Peptides and proteins. The peptide bond. The primary structure. The structure of proteins. Levels of structural organization of proteins: secondary structures and supersecondary. Forces that stabilize the three-dimensional structures. Folding and stability of proteins. Denaturation and refolding. three-dimensional conformations in proteins. THE FUNCTION OF PROTEIN: BIOLOGICAL STRUCTURES Keratin: the hair and wool. The coiled coils. Fibroin: the silk structure. Collagen. Myoglobin and hemoglobin. Molecular structures. molecular evolution. The heme group. The bond with oxygen. The CO2 transport. oxygen saturation curves. Factors regulating hemoglobin oxygenation. Structural basis of the link with the molecular effectors. Cooperativeness in connection with O2. Bohr effect. BPG effect. Factors that modify the affinity of Hb for O2. molecular transitions in T and R state: molecular models. The red blood cell: the membrane. HbS a molecular disease: approach to the study of the chemical and physical properties. ENZYMES General properties. thermodynamic principles, activation energy. Enzyme kinetics, equation derivation of Michaelis-Menten, meaning of Km, Vmax, Kcat and catalytic efficiency, graph of the double reciprocal, numerical examples. Measurement of the catalytic activity (IU and Katal). Effect of pH and temperature on enzyme kinetics. Inhibition of enzyme activity., Graphical methods for the characterization competitive inhibition, uncompetitive and non-competitive. Allosteric effects, classification of enzymes according to the type of reaction catalyzed, coenzymes and cofactors. Spectrophotometry UV / vis (absorbance and transmittance, the Lambert Beer) Applications of spectroscopy to the study of proteins. Bioenergetics and cell thermodynamics: free energy, entropy, chemical balance. Meaning of chemical equilibrium changes. ATP and other high-energy compounds: the structural basis of the differences in free energy; role in biological reactions. The transfer of phosphate groups. coupled chemical reactions: oxidation and reduction, the role of carriers coenzymes. Cellular compartmentalization of metabolic pathways. Metabolism of hexoses. of glucose transport systems. Phosphorylation of glucose: the role of hexokinase isoforms. Glycolysis: meaning, the reaction stages, adjustment and energy balance. The substrate-level phosphorylation. Fate of pyruvate under anaerobic conditions: alcoholic fermentation and lactic. The degradation of glycogen. Meaning and muscle and liver adjustment. Covalent and allosteric regulation of glycogen phosphorylase. Transduction of extracellular signals: G-proteins and second messengers. Role of cAMP and protein kinase A in the glycogen metabolism. The Cori cycle. The cycle of the pentose phosphate. Structure and function of mitochondria. The citric acid cycle: Pyruvate dehydrogenase and the stages of the oxidative decarboxylation of pyruvate. Mechanism of 'citric acid cycle, metabolic significance and adjustment stages. The glyoxylate cycle. The electron transport chain: redox systems and their components. Generation and use of the transmembrane proton gradient. pyruvate transport, inorganic phosphate, ATP and ADP across the inner mitochondrial membrane. The ATP synthase: molecular organization and working mechanism. Oxidative phosphorylation. The chemiosmotic theory. Adjustment. overall energy balance of 'oxidation of glucose: efficiency. Lipid catabolism. Transport and mitochondrial oxidation. The oxidation of palmitate: the stages and products. Adjustment. energy balance for the oxidation of palmitate: efficiency. ketone bodies: metabolic significance. Catabolism of proteins and amino acids. nitrogen excretion forms. The glucose-alanine cycle. The transport of amino group in the liver: oxidative deamination. nitrogen excretion and the urea cycle. Connecting with the citric acid cycle. energy balance. Oxidation of the carbon backbone: glucogenic and ketogenic amino acids. metabolic coordination among organs. applied methodologies. Spectrophotometry and protein assays. volumetric measures. Use of the material provided to deepen and critically update objectives and / or results of a research plan according to a quantitative and qualitative approach.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Acquisizione di conoscenze approfondite sui concetti relativi ai meccanismi struttura funzione nelle biomolecole e sulle principali vie metaboliche. Acquisizione della padronanza, in chiave energetica, degli strumenti per l’interpretazione dei processi biochimici nel metabolismo cellulare. Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Saper applicare le conoscenze acquisite di biochimica e di biologia cellulare alla analisi delle basi molecolari della funzionalità di cellule e organismi e dell’interazione con I' ambiente. Essere in grado di cogliere le interconnessioni tra strutture macromolecolari e metabolismo nella loro interdipendenza e regolazione. Autonomia di giudizio. Acquisizione di autonomia di giudizio nella valutazione di dati sperimentali riguardanti problematiche biochimiche o relative al funzionamento delle biomolecole e la loro connessione nei processi metabolici. Abilità comunicative. Dimostrare capacità di estrarre e sintetizzare l'informazione rilevante, perfezionamento del lessico disciplinare in ambito biochimico nonché della capacità di descrivere, con chiarezza e senso critico, fenomeni e problematiche biochimiche anche ai non addetti ai lavori. Dimostrare abilità di riassumere e presentare l'informazione sia in termini matematici che grafici. Capacità di apprendimento. Capacità di leggere, comprendere e commentare un testo scientifico di biochimica cellulare, anche in lingua inglese Acquisizione della capacità di approfondire e aggiornare criticamente obiettivi e/o i risultati di un piano di ricerca secondo un approccio sia quantitativo che qualitativo.
Acquisition of knowledge on the concepts related to the structure-function mechanisms in the biomolecules and on the main metabolic pathways. Acquisition of the mastery, in an energetic key, of the tools for the interpretation of the biochemical processes in cellular metabolism. Ability to apply knowledge and understanding. Knowing how to apply the acquired knowledge of biochemistry and cell biology to the analysis of the molecular bases of the functionality of cells and organisms and of interaction with the environment. Being able to grasp the interconnections between macromolecular structures and metabolism in their interdependence and regulation. Autonomy of judgment. Acquisition of autonomy of judgment in the evaluation of experimental data concerning biochemical problems or related to the functioning of biomolecules and their connection in metabolic processes. Communication skills. Demonstrate the ability to extract and synthesise relevant information, refine the disciplinary vocabulary in the biochemical field and the ability to describe, with clarity and critical sense, phenomena and biochemical problems even to non-professionals. Demonstrate ability to summarize and present information both in mathematical and graphical terms. Learning ability. Ability to read, understand and comment on a scientific text of cellular biochemistry, also in English. Acquisition of the ability to deepen and critically update objectives and / or results of a research plan according to a quantitative and qualitative approach.
Course borrowed from
SCIENZE BIOLOGICHE (1929) - MF0280 PRINCIPI DI BIOCHIMICA - ALESSANDRIA
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Course
CHIMICA ORGANICA II
Course ID
S0336
Academic Year
2025/2026
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
TEI LORENZO
Teachers
Tei Lorenzo, Clericuzio Marco
CFU
12.0
Teaching duration (hours)
96.0
Individual study time
0.0
SSD
CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA
Course type
Attività formativa integrata
Course mandatoriety
OBB
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
MODULO CHIMICA ORGANICA II: Il corso si propone di completare le conoscenze di chimica organica, la cui acquisizione è iniziata durante il primo anno della laurea triennale, esaminando classi di reazioni, composti organici e strategie sintetiche che non sono state trattate nel primo corso di base. MODULO LABORATORIO: Fornire alla/allo studentessa/studente la manualità di base della chimica organica sintetica.
ORGANIC CHEMISTRY 2 module: This course completes the teaching of Organic Chemistry program that is given to students of the degree course in Chemistry. It aims to complete the acquisition of the fundamental knowledge of the subject. In particular, with this course the student is introduced to the chemistry of organic compounds and synthetic strategies that were not covered in the first basic course. Laboratory module: Provide the student with the basic operations of synthetic organic chemistry. See “Programma esteso” (Extended Program) for more detailed information.
Testi di riferimento/Textbooks
MODULO CHIMICA ORGANICA II: 1) J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, "Chimica Organica"; PICCIN (ISBN 978-88-299-3233-7). 2) P.Y.Bruice, “Chimica Organica”, EdiSES; 3) B. Botta, “Chimica Organica”, Ed. Edi.Ermes, Milano (ISBN 9788870513271). Approfondimenti: S. Warren, “Organic synthesis: the disconnection approach”, Wiley (ISBN 0471101613). Eserciziari: 1) T.W. Solomons e altri, “La chimica organica attraverso gli esercizi”, Zanichelli 2) M.V. D’Auria, “Guida ragionata allo svolgimento di esercizi di chimica organica”, Loghia. Saranno messi a disposizione su DiR le slide del corso. MODULO LABORATORIO: Carey, Sundberg, "Advanced Organic Chemistry", Plenum Press ed. Clayden e al. "Fondamenti di chimica organica" Zanichelli ed.
ORGANIC CHEMISTRY 2 module: 1) J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, “Organic Chemistry”, 2nd Edition, Oxford University Press 2012 (ISBN 978-0-19-927029-3); 2) P.Y.Bruice, “Organic Chemistry”, EdiSES; 3) B. Botta, “Organic Chemistry”, Ed. Edi.Ermes, Milano (ISBN 9788870513271). More detailed study: S. Warren, “Organic synthesis: the disconnection approach”, Wiley (ISBN 0471101613). For exercises: 1) T.W. Solomons e altri, “La chimica organica attraverso gli esercizi”, Zanichelli 2) M.V. D’Auria, “Guida ragionata allo svolgimento di esercizi di chimica organica”, Loghia. The slides used during the course will be available through DiR. Laboratory Module: Carey, Sundberg, "Advanced Organic Chemistry", Plenum Press ed. Clayden and al. "Organic Chemistry" Oxford University Press ed.
Obiettivi formativi/Mission
MODULO CHIMICA ORGANICA II: Il Corso si integra con quello di Chimica Organica I, esaminando classi di reazioni, composti organici e strategie sintetiche che non sono state trattate in precedenza. Le/gli studentesse/studenti acquisiranno inoltre conoscenze sui principi fondamentali della sintesi organica e l’abilità di sviluppare semplici sequenze sintetiche di composti organici polifunzionali e di applicare i principi delle moderne strategie sintetiche: approcci per disconnessione, formazione di legami carboniocarbonio, organometallica, protezione/deprotezione di gruppi funzionali. La/lo studentessa/studente deve anche acquisire la capacità di comprendere e discutere criticamente il meccanismo delle reazioni e le metodologie usate. La/lo studentessa/studente dovrà dimostrare la capacità di apprendere e l’autonomia nel trarre conclusioni oltre alle abilità comunicative: la/lo studentessa/studente deve saper realizzare e comunicare i risultati di una breve ricerca bibliografica svolta in autonomia mediante l’uso delle banche dati e testi scientifici presenti in biblioteca di dipartimento ed esporla in maniera appropriata con la corretta terminologia. MODULO LABORATORIO: Comprensione e capacità di comprensione: conoscenza delle reazioni basilari della chimica organica sintetica e dei principi teorico-pratici dell’operatività in un laboratorio di chimica organica. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: saper compilare con attenzione il quaderno di laboratorio; acquisire la manualità essenziale di laboratorio.
ORGANIC CHEMISTRY 2 module: The course integrates with that of Organic Chemistry I, examining classes of reactions, organic compounds and synthetic strategies that have not been previously treated. Students will also acquire knowledge on the fundamental principles of organic synthesis and the ability to develop simple synthetic sequences of polyfunctional organic compounds and to apply the principles of modern synthetic strategies: approaches for disconnection, formation of carbon-carbon bonds, organometallic, protection/deprotection of functional groups. The student must also acquire the ability to understand and critically discuss the mechanism of reactions and the methodologies used. The student must demonstrate the ability to learn and autonomy in drawing conclusions as well as communication skills: the student must be able to achieve and communicate the results of a short bibliographic research carried out independently through the use of databases and scientific texts in the departmental library and expose it appropriately with the correct terminology. Laboratory Module: Comprehension skills: knowledge of the basic reactions of synthetic organic chemistry. Ability to work in an organic chemistry lab. Strictness in the scientific work. Applying the knowledge: to be able to properly fill in the laboratory notebook. Critical comprehension of the observed behaviour of the chemical reactions performed in the lab.
Prerequisiti/Required background knowledge
MODULO CHIMICA ORGANICA II: Sono prerequisiti del corso le nozioni di base di chimica organica acquisite nel corso di Chimica Organica I. In particolare: nomenclatura dei composti organici e gruppi funzionali. Stereochimica e chiralità. Delocalizzazione elettronica. Acidità e basicità. Reazioni di addizione elettrofila ad alcheni, di sostituzione nucleofila ed eliminazione. Reazioni di sostituzione elettrofila e nucleofila aromatica. Reazioni di addizione al carbonile e reazioni di sostituzione nucleofila acilica. MODULO LABORATORIO: Aver superato l’esame di Chimica organica I e laboratorio.
ORGANIC CHEMISTRY 2 module: Prerequisites of the course are the basics of organic chemistry acquired in the course of Organic Chemistry I. In particular: nomenclature of organic compounds and functional groups. Stereochemistry and chirality. Electronic delocalization. Acidity and basicity. Electrophilic addition to alkenes, nucleophilic substitution and elimination reactions. Electrophilic and nucleophilic aromatic substitution reactions. Carbonyl addition reactions and acyl nucleophilic substitution reactions. Laboratory Module: Organic Chemistry I and its Laboratory.
Metodi didattici/Teaching methods
MODULO CHIMICA ORGANICA II: Sono previste lezioni frontali per 48 ore. Nelle lezioni in aula si privilegerà il confronto con le/gli studentesse/studenti sugli aspetti teorici in modo critico per far emergere eventuali preconoscenze sui temi trattati e sviluppare le abilità comunicative mediante l’utilizzo del lessico appropriato. Nel corso delle lezioni una parte è sempre dedicata alla risoluzione collegiale di esercizi opportunamente selezionati per applicare i concetti teorici appresi e stimolare mediante il confronto l’autonomia di giudizio. Saranno comunque forniti alle/agli studentesse/studenti tutti i file elettronici proiettati durante le lezioni. MODULO LABORATORIO: Il corso prevede un certo numero di esercitazioni di laboratorio, generalmente condotte a gruppi di due. All’inizio di ogni turno di laboratorio, il docente fornisce un foglio che riporta la traccia del lavoro sperimentale da eseguire per quella determinata reazione. Le informazioni sono volutamente mantenute ad un livello essenziale, lasciando alle/agli studentesse/studenti il compito di comprendere il meccanismo ed i prodotti della reazione stessa (comprensione condotta anche e soprattutto collettivamente). Il controllo dell’apprendimento viene verificato all’inizio di ogni seduta di laboratorio: una/uno studentessa/studente a turno viene chiamato alla lavagna e gli viene chiesto di esporre in dettaglio la reazione da eseguire, evidenziando i perché di ogni passaggio, il meccanismo, in accordo con quanto appreso nel corso di Chimica organica 1 e 2. Il docente fornisce poi tutte le spiegazioni necessarie. In un altro momento le/gli studentesse/studenti sono chiamati ad esporre l’andamento della reazione del giorno precedente, in particolare i problemi riscontrati ed i risultati ottenuti, se aderenti o diversi da quelli attesi. Per quanto riguarda il caso studio, questo si compone di una ricerca bibliografica sulla storia di una importante reazione della sintesi organica. Alle/agli studentesse/studenti viene spiegato quale sia il modo corretto di condurre tale ricerca, cercando cioè di mettere in risalto la novità della reazione rispetto alle conoscenze precedenti, oltre che i limiti e l’applicabilità del nuovo modello di sintesi.
ORGANIC CHEMISTRY 2 module: Lectures are scheduled for 48 hours. Discussion with students on the theoretical aspects will be privileged in order to bring out any foreknowledge of the topics covered and develop communication skills by using the appropriate lexicon. During the lessons, a part is always dedicated to the collegial solution of appropriately selected exercises to apply the theoretical concepts learned and stimulate the autonomy of judgment through comparison. However, all electronic files shown during the lessons will be provided to the students. Laboratory Module: The course features a series of laboratory experiences, where the students are divided in groups of two. At the beginning, the teacher will provide a written trace of the reaction to be performed. The information given is essential, and the pupils shall themselves find out the mechanism and the expected products of the reaction. The students will discuss among them the above issues, and at the end, one of them will come to the blackboard to explain the reaction details, in agreement with the knowledge acquired in the previous courses of organic chemistry (1 and 2). After the end of each reaction, the students will illustrate the development of the reaction itself, in particular if it yielded the expected products or not, and in the latter case trying to understand the reasons why. At the end of the lab, the students must carry out a bibliographic search about a historically significant reaction of organic chemistry. The pupils are taught how to correctly do such a research: trying to understand the innovative meaning of the reaction, as well as the limits and the application field of the novel method.
Altre informazioni/Further information
MODULO CHIMICA ORGANICA II: Sono inoltre previste 14 ore extra di esercitazioni come didattica integrativa in cui saranno svolti dal docente esercizi orientati da un lato a favorire la comprensione e l'assimilazione degli argomenti trattati nelle lezioni teoriche, e dall'altro a guidare le/gli studentesse/studenti nella preparazione dell'esame. L’apprendimento in itinere è monitorato mediante la risoluzione di esercizi di sintesi organica svolti in classe singolarmente o collegialmente in modo da stimolare la preparazione e testare i progressi effettuati. Al termine del corso è svolta una prova d'esame scritta con esercizi che coprono tutto il programma svolto poi corretta e commentata con il docente. MODULO LABORATORIO: Il controllo dell’apprendimento viene verificato all’inizio di ogni seduta di laboratorio: una/uno studentessa/studente a turno viene chiamato alla lavagna e gli viene chiesto di esporre in dettaglio la reazione del giorno precedente, evidenziando i perché di ogni passaggio, il meccanismo, ed i risultati ottenuti, se aderenti o diversi da quelli attesi. La discussione è collettiva: le/gli altre/i studentesse/studenti sono tenuti ad intervenire nella spiegazione e soprattutto nell’analisi del risultato finale. 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.
ORGANIC CHEMISTRY 2 module: There will be also 14 extra hours of exercises as supplementary teaching in which exercises will be carried out by the teacher to facilitate the understanding and assimilation of the topics covered in the theoretical lessons and to guide students in preparing for the exam. Ongoing learning is monitored by solving exercises on organic synthesis carried out in the classroom individually or collectively in order to stimulate preparation and to evaluate progress. At the end of the course a written test is carried out with exercises that cover the entire program, then corrected and commented with the teacher. Laboratory Module: The learning is checked at the beginning of each laboratory session: a student is called to the blackboard and asked to explain in detail the reaction of the previous day, highlighting the key steps, the mechanism and the results obtained. The discussion is collective: the other students are required to participate to the discussion. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e ale/gli studentesse/studenti, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/servicesstudents-physical-or-learning-disabilities Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
MODULO CHIMICA ORGANICA II: L’esame scritto consta di 10 esercizi sulla reattività che coprono tutto il programma svolto suddivisi in quattro tipologie: 1) individuare i prodotti conoscendo i reagenti; 2) individuare i reagenti in una sequenza sintetica; 3) formulare il meccanismo di una reazione; 4) analisi retrosintetica di una breve sintesi. All'interno di questi 10 esercizi i primi 3 hanno punteggio 1, i seguenti 4 punteggio 3 e i restanti 3 punteggio 5. Segue il colloquio orale, se si supera con esito positivo la prova scritta, atto a confermare le conoscenze acquisite alla/allo studentessa/studente, l’autonomia di giudizio e l’abilità di comunicare in maniera efficace e con la corretta terminologia. La sufficienza viene raggiunta dimostrando di aver acquisito le basi teoriche fondamentali e di saperle applicare alla soluzione di problemi di sintesi più semplici (punti 1 e 2) e di avere un lessico appropriato. L’eccellenza può essere conseguita dimostrando spiccate doti nel conoscere i meccanismi di reazione e nel risolvere problemi di sintesi complessi (punto 3 e 4). MODULO LABORATORIO: Alla fine del corso, le/gli studentesse/studenti dovranno portare il quaderno di laboratorio, debitamente compilato, esperienza per esperienza. La valutazione consisterà in almeno tre domande aperte sulle reazioni effettuate in laboratorio, in modo da valutare le capacità comunicative, le conoscenze teorico-pratiche e l’autonomia di giudizio nel motivare le scelte operate. Sarà parte integrante della valutazione l’esposizione della ricerca bibliografica su un caso studio proposto, al fine di valutare sia le capacità comunicative, che la capacità di apprendere in autonomia. Il voto finale verrà formulato in modo collegiale a partire dalla media pesata dei voti del corso teorico e di laboratorio, tenuto conto della capacità di dimostrare da parte della/lo studentessa/studente di aver assimilato i concetti dei due moduli ed essere in grado di applicare le conoscenze teoriche acquisite.
ORGANIC CHEMISTRY 2 module: The written exam consists of 10 exercises on reactivity covering the whole program divided into four types: 1) identification of the products starting from the reagents; 2) identify the reagents in a synthetic sequence; 3) formulate the mechanism of a reaction; 4) retrosynthetic analysis of a short synthesis. Within these 10 exercises the first 3 have score 1, the following 4 score 3 and the remaining 3 score 5. If the written test is successfully passed, the student will face the oral exam which is designed to confirm his knowledge of the subject, the autonomy of judgment and the ability to communicate effectively and with the correct terminology. Sufficiency is achieved by demonstrating having acquired the fundamental theoretical bases and knowing how to apply them to the solution of simpler synthesis problems (points 1 and 2) and having an appropriate lexicon. Excellence can be achieved by demonstrating outstanding skills in solving complex synthesis problems and knowing reaction mechanisms (points 3 and 4). Laboratory Module: At the end of the course, the students shall bring the lab notebook to the teacher, correctly compiled for every experience carried out. The examination will feature at least three open questions concerning the reactions performed in the lab, as to evaluate the students' communication skills, and both her/his theoretical and practical knowledge. In addition, each of them has to perform a bibliographic search upon a historically significant reaction of organic chemistry. The final grade will be formulated in a collegial way starting from the weighted average of the grades of the theoretical and laboratory course, considering the ability of the student to have assimilated the concepts of the two modules and to be able to apply the theoretical knowledge acquired.
Programma esteso/Content
MODULO CHIMICA ORGANICA II: 1) ORBITALI MOLECOLARI, CHEMO- e REGIOSELETTIVITA’ – GRUPPI PROTETTORI Introduzione al corso. Orbitali molecolari applicati alla reattività delle molecole organiche. HOMO e LUMO. Chemoselettività in reazioni di riduzione ed ossidazione. Uso di borano, DIBAL; reazione di idrogenolisi; riduzioni con metallo disciolto; riduzione di Birch. Ossidazioni con il periodinano Dess Martin; ossidazione di Swern; ossidazione di alcoli allilici e benzilici. Controllo cinetico e termodinamico delle reazioni. Reazioni intramolecolari. Eliminazione E1cB. Chemoselettività di dianioni. Gruppi protettori di ammine, acidi carbossilici, alcoli e carbonili. Ortogonalità dei gruppi protettori. Reazioni di formazione e deprotezione. 2) ENOLI, ENOLATI, ADDIZIONI CONIUGATE e CONDENSAZIONI Enoli ed enolati. Enolati di composti carbonilici e di derivati di acidi carbossilici. Aza-enolati. Reattività ione enolato e alfa-alogenazione. Natura della base e regioselettività nella formazione di ioni enolato. Enol eteri e silil enol eteri. Alchilazione di enolati. Alchilazione di aldeidi usando enammine. Alchilazione di aldeidi tramite enammine e azaenolati. Alchilazione di composti beta-dicarbonilici e decarbossilazione. Controllo cinetico e termodinamico nella formazione e alchilazione di enolati. Composti alfa-beta-insaturi: addizione di Michael e addizione diretta. Orbitali molecolari e reattività. Fattori che influenzano la reazione di Michael. Nucleofili hard e soft. Reazione di sostituzione coniugata. Accettori di Michael e donatori di Michael. Enolati da composti dicarbonilici come donatori. Enoli, enammine, silil enol eteri e nitrocomposti come donatori di Michael. Reazioni di Darsen e Henry. Condensazione aldolica incrociata: utilizzo di equivalenti enolici (litio enolati, silil enol eteri, aza-enolati). Reazioni di Cannizzaro, di Mannich, di Knoevenagel, di Reformatski. Reazione aldoliche intramolecolari e anellazione di Robinson. Condensazione di Claisen diretta e incrociata. Esteri reattivi non enolizzabili. Acilazione. Condensazione di Dieckmann. 3) REAGENTI CON FOSFORO, ZOLFO, SILICIO Reazione di Wittig. Ilidi di fosfonio. Stereoselettività. Utilizzo delle ilidi di fosfonio o alchilfosfonati come equivalenti enolici in reazioni di condensazione. Ilidi di solfonio e solfossonio. Reazioni di olefinazione di Peterson e Julia. Stereoselettività E/Z. Lo zolfo e i suoi composti (struttura e reattività). Stabilizzazione di carbanioni. Tioacetali. Ditiani e loro utilizzo come acilanioni equivalenti. Idrolisi e desolforazione dei ditiani. Anioni solfinato e dei solfoni. Stabilizzazione di carbocationi adiacenti allo zolfo e partecipazione in beta dello zolfo. Addizione nulcleofila di bisolfito. 4) REAZIONI di CICLOADDIZIONE e CARBENI Reazione di Diels Alder. Dieni e Dienofili. Stereochimica delle reazioni di Diels Alder. Regola Endo. Prodotto cinetico e termodinamico della reazione di Diels Alder. Approccio con gli orbitali molecolari. Influenza di solvente e catalisi con acidi di Lewis. Reazioni intramolecolari. Regioselettività nelle reazioni di Diels Alder. Reazione di Diels Alder a domanda elettronica inversa. Reazioni Alder-ene e carbonil-ene. Cicloaddizioni [2+2] per via fotochimica. Diazometano. Carbeni: struttura, preparazione e reattività. Sintesi di ciclopropani. Reazione di Simmons Smith. Inserzione di carbeni in legami C-H e O(N)-H. Reazione di metatesi di alcheni. Ring closing metathesis. Catalizzatori ed esempi. 5) REAGENTI ORGANOMETALLICI E REAZIONI DI CROSS-COUPLING Introduzione alla chimica organometallica. Sintesi di reattivi organometallici tramite addizione ossidativa, transmetallazione e scambio metallo-alogeno. Sintesi di reattivi organometallici tramite deprotonazione di alchini o ciclopentadiene. Preparazione e reattività del benzino. Uso di reattivi organometallici in reazioni SN2, epossidi e con carbonili. Dialchilcuprati e loro reattività. Regola dei 18 elettroni e tipi di leganti. Apticità. Conteggio degli elettroni in un complesso organometallico. Addizione ossidativa. Eliminazione riduttiva. Inserzione di legante/migratoria. Carbonilazione. Beta eliminazione. Il palladio, reattività e complessi di Pd(0) e Pd(II). Riduzione in situ di Pd(II) a Pd(0). Reazione di Heck. Ciclo catalitico. Regioselettività e stereochimica delle reazioni di Heck. Reazioni di cross-coupling. Ciclo catalitico generico. Reazione di Stille. Reazione di Suzuki. Ciclo catalitico e attivazione del boro. Esempi per formazione biarili, dieni e arilalcheni. Reazione di Negishi. Reazione di Sonogashira. Sostituzione nucleofila su sistemi allilici e regioselettività. Attivazione di sistemi allilici con Pd(0). Reazioni con vinil-epossidi e allil-carbonati. Reazione di Buchwald e Hartwig. Attacco nucleofilo ad alcheni mediato da Pd(II). Ossidazione di Wacker. 6) RETROSINTESI Approccio retrosintetico. Definizioni ed esempi di sintoni e reagenti. Analisi retrosintetica di derivati aromatici usando sostituzioni elettrofile e nucleofile. Analisi retrosintetica con esempi: disconnessioni C-C 1,1; 1,2; 1,3; disconnessione alfa-beta; disconnessione di Mannich e di Claisen. Disconnessione 1,5. Reattività "naturale" e umpolung. Composti difunzionali 1,2. Strategie per composti difunzionali 1,4. Elenco di sintoni più comuni. MODULO LABORATORIO: Condensazione aldolica: studio dell’autocondensazione di un metilchetone, in condizioni acide o basiche; condensazione incrociata tra un chetone ed un’aldeide non enolizzabile, in condizioni basiche. Addizioni al carbonile: preparazione di un reattivo di Grignard e sua addizione ad un chetone; preparazione di un sale di fosfonio, formazione dell’ilide corrispondente, e sua addizione ad una aldeide (reaz. di Wittig). Sostituzione elettrofila aromatica: sintesi del crategone. Reazioni di eliminazione (E1): formazione di un’alchene a partire da un alcol terziario. Consultazione delle banche dati specializzate e approccio alla soluzione di un caso studio. Compilazione del quaderno di laboratorio.
ORGANIC CHEMISTRY 2 module: 1) MOLECULAR ORBITALS, CHEMO- and REGIOSELECTIVITY - PROTECTING GROUPS Introduction to the course. Molecular orbitals applied to the reactivity of organic molecules. HOMO and LUMO. Chemoselectivity in reduction and oxidation reactions. Use of borane, DIBAL; hydrogenolysis reaction; reductions with dissolved metal; Birch reduction. Oxidations with Dess Martin periodinane; Swern oxidation; oxidation of allyl and benzyl alcohols. Kinetic and thermodynamic control of reactions. Intramolecular reactions. E1cB elimination. Chemoselectivity of dianions. Protective groups of amines, carboxylic acids, alcohols and carbonyls. Orthogonality of the protector groups. Protection and deprotection reactions. 2) ENOLS, ENOLATES, CONJUGATED ADDITIONS and CONDENSATIONS Enols and enolates. Enolates of carbonyl compounds and derivatives of carboxylic acids. Aza-enolates. Enolate ion reactivity and alpha-halogenation. Nature of the base and regioselectivity in the formation of enolate ions. Enol ethers and silyl enol ethers. Alkylation of enolates. Alkylation of aldehydes using enamines. Alkylation of aldehydes through enamines and azaenolates. Alkylation of beta-dicarbonyl compounds and decarboxylation. Kinetic and thermodynamic control in the formation and alkylation of enolates. Alpha-beta-unsaturated compounds: Michael addition and direct addition. Molecular orbitals and reactivity. Factors influencing Michael's reaction. Hard and soft nucleophiles. Conjugated substitution reaction. Michael acceptors and Michael donors. Enolated from dicarbonyl compounds as donors. Enols, enamines, silyl enol ethers and nitrocompounds as Michael donors. Darsen and Henry reactions. Aldolic cross-condensation: use of enolic equivalents (lithium enolates, silyl enol ethers, aza-enolates). Reactions of Cannizzaro, Mannich, Knoevenagel, Reformatski. Intramolecular aldolic reaction and Robinson ringing. Claisen condensation: direct and cross condensation. Non-enolizable reactive esters. Acylation. Dieckmann condensation. 3) REAGENTS WITH PHOSPHORUS, SULFUR, SILICON Wittig reaction. Phosphonium ylids. Stereoselectivity. Use of phosphonium or alkyl phosphonates as enol equivalents in condensation reactions. Sulfonium and sulphoxonium ylids. Peterson and Julia olefination reactions. E / Z stereoselectivity. Sulfur and its compounds (structure and reactivity). Carbanion stabilization. Thioacetal. Ditianes and their use as equivalent acylanions. Hydrolysis and desulphurization of dithianes. Sulphinate anions and sulfones. Stabilization of carbocations adjacent to sulfur and participation in beta to sulfur. Nulcleophilic addition of bisulfite. 4) CYCLOADDITION and CARBENES REACTIONS Diels Alder reaction. Dienes and Dienophiles. Stereochemistry of Diels Alder's reactions. Endo rule. Kinetic and thermodynamic product of the Diels Alder reaction. Approach with molecular orbitals. Influence of solvent and catalysis with Lewis acids. Intramolecular reactions. Regioselectivity in Diels Alder's reactions. Diels Alder's reaction to reverse electronic demand. Alder-ene and carbonyl-ene reactions. Cycloadditions [2 + 2] by photochemistry. Diazomethane. Carbenes: structure, preparation and reactivity. Synthesis of cyclopropanes. Simmons Smith reaction. Insertion of carbenes in C-H and O (N) -H bonds. Reaction of metathesis of alkenes. Ring closing metathesis. Catalysts and examples. 5) ORGANOMETALLIC REAGENTS AND CROSS-COUPLING REACTIONS Introduction to organometallic chemistry. Synthesis of organometallic reagents by oxidative addition, transmetallation and metal-halogen exchange. Synthesis of organometallic reagents by deprotonation of alkynes or cyclopentadiene. Preparation and reactivity of benzyne. Use of organometallic reagents in SN2 reactions, epoxides and with carbonyls. Dialkylcuprates and their reactivity. Rule of 18 electrons and types of ligands. Hapticity. Counting electrons in an organometallic complex. Oxidative addition. Reductive elimination. Insertion of ligand / migratory insertion. Carbonylation. Beta elimination. Palladium, reactivity and complexes of Pd(0) and Pd(II). In situ reduction of Pd(II) to Pd(0). Heck reaction. Catalytic cycle. Regioselectivity and stereochemistry of Heck's reactions. Cross-coupling reactions. Generic catalytic cycle. Stille's reaction. Suzuki reaction. Catalytic cycle and boron activation. Examples for the formation of biaryls, dienes and arylalkenes. Negishi reaction. Sonogashira reaction. Nucleophilic substitution on allyl systems and regioselectivity. Activation of allyl systems with Pd(0). Reactions with vinyl-epoxides and allyl carbonates. Buchwald and Hartwig reaction. Nucleophilic attack on alkenes mediated by Pd(II). Wacker oxidation. 6) RETROSYNTHESIS Retrosynthetic approach. Definitions and examples of synthons and reagents. Retrosynthetic analysis of aromatic derivatives using electrophilic and nucleophilic substitutions. Retrosynthetic analysis with examples: C-C 1,1 disconnections; 1,2; 1,3; alpha-beta disconnection; disconnection of Mannich and Claisen. Disconnection 1,5. "Natural" reactivity and umpolung. Difunctional compounds 1,2. Strategies for multifunctional compounds 1,4. List of most common synthons. Laboratory Module: Aldol condensation: auto-condensation of a methylketon under both acidic and basic conditions; crossed condensation of a keton and a non-enolizable aldehyde. Additions to carbonyl: preparation of a Grignard reagent and its addition to an aldehyde (Wittig). Electrophilic aromatic substitutions: synthesis of crataegon. Elimination reactions (E1): synthesis of an olefin starting from a tertiary alcohol. How to fill in the laboratory notebook. How to browse the on-line scientific literature, and how to carry out the study case (literature search).
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
MODULO CHIMICA ORGANICA II: Conoscenza e capacità di comprensione: 1) conoscere in modo approfondito le relazioni-struttura-reattività nei composti organici polifunzionali 2) conoscere i principi che guidano le reazioni organiche e che permettono di interpretarne i meccanismi. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: 1) saper descrivere i meccanismi di reazione in molecole organiche polifunzionali 2) saper classificare le trasformazioni organiche sulla base delle interazioni tra i diversi gruppi funzionali presenti in una molecola organica 3) saper descrivere la progettazione di una semplice sequenza sintetica. Autonomia di giudizio: 1) proporre delle strategie sintetiche con particolare riguardo alla protezione-deprotezione dei gruppi funzionali; 2) saper affrontare agevolmente un’analisi retrosintetica semplice. Abilità comunicative: 1) essere in grado di descrivere chiaramente l’uso delle varie nozioni apprese nel corso con linguaggio scientifico appropriato. 2) saper esporre in maniera chiara e con linguaggio appropriato i meccanismi di reazione. Capacità di apprendimento: 1) dimostrare di essere capace di reperire e applicare nuove informazioni necessarie per progettare la sintesi di molecole organiche sia in modo diretto che via retrosintesi. MODULO LABORATORIO: 1. Conoscenza e capacità di comprensione: la conoscenza e comprensione delle reazioni basilari della chimica organica sintetica è ritenuta risultato essenziale di questo corso. Inoltre si richiede la conoscenza dei principi teorico-pratici della operatività in un laboratorio di chimica organica. 2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: la/lo studentessa/studente dovrà non solo dimostrare di conoscere teoricamente gli argomenti di cui sopra, ma anche e soprattutto di saperli applicare alla pratica di laboratorio. Quindi ci si aspetta che la/lo studentessa/studente sappia operare correttamente in un laboratorio di chimica organica, almeno per quanto riguarda la manualità fondamentale. Inoltre si richiede la capacità di compilare debitamente il quaderno di laboratorio. 3. abilità comunicative: saper esporre correttamente il caso studio (cioè la ricerca bibliografica), in particolare dimostrando di possedere un linguaggio scientifico appropriato. Saper compilare in modo chiaro e conciso il quaderno di laboratorio. Utilizzare una terminologia appropriata. 4. autonomia di giudizio: l’autonomia di giudizio è valutata rispetto alla capacità di confronto tra strategie di sintesi apparentemente equivalenti. 5. Capacità di apprendere: la capacità di apprendere è valutata come la capacità di affrontare in modo autonomo la ricerca bibliografica (caso studio).
ORGANIC CHEMISTRY 2 module: Knowledge and understanding: 1) in depth knowledge of the structure-reactivity relationship in poly-functional organic compounds 2) knowledge of the principles that drive organic reactions and that allow to interpret the mechanisms. Ability to apply knowledge and understanding: 1) to be able to describe the reaction mechanisms in poly-functional organic molecules 2) to be able to classify organic transformations based on the interactions between the different functional groups present in an organic molecule 3) to be able to describe the design of a simple synthetic sequence. Autonomy of judgment: 1) propose synthetic strategies with particular regard to the protection/deprotection of functional groups; 2) ability to easily cope with a simple retrosynthetic analysis. Communication skills: 1) to be able to clearly describe the use of the various notions learned in the course with appropriate scientific language; 2) to be able to clearly expose the reaction mechanisms in an appropriate language. Learning skills: 1) demonstrate the ability to find and apply new information needed to design the synthesis of organic molecules both directly and via retrosynthesis. Laboratory Module: 1. Knowledge and comprehension skills: the understanding of the basic reactions of synthetic organic chemistry is the main goal of this course. Moreover, both the theoretical, and the practical knowledge of how to operate in an organic lab, are required. 2. Ability to apply one's own comprehension and knowledge: the student will have to demonstrate her/his knowledge of the basic reactions of synthetic organic chemistry, and in addition, to be able to apply the the acquired knowledge to lab operativity. The student shall also be able to apply the above theoretical learnings to everyday laboratory practice. Hence, it is expected that he/she will be able to operate autonomously in the organic laboratory. Finally, the ability to fill in the lab notebook is requested. 3. Communication skills: the student will have to carry out the bibliographic search autonomously, demonstrating a correct exposition of the bibliographic search, demonstrating to possess an adequate scientific language. 4. Judgement ability: the pupil shall know how to discriminate among apparently equal synthetic pathways, thus showing a deep comprehension of the investigated reaction. 5. Learning abilities: they will be evaluated as the to face autonomously the study case (i.e., the bibliographic search).
Modules
Course ID Course SSD Teachers Agenda web
S0337CHIMICA ORGANICA II CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA Tei Lorenzo Not available
S0338LABORATORIO DI CHIMICA ORGANICA II CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA Clericuzio Marco Not available
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Course
CHIMICA ORGANICA II
Course ID
S0337
Academic Year
2025/2026
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
TEI LORENZO
Teachers
Tei Lorenzo
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso si propone di completare le conoscenze di chimica organica, la cui acquisizione è iniziata durante il primo anno della laurea triennale, esaminando classi di reazioni, composti organici e strategie sintetiche che non sono state trattate nel primo corso di base
This course completes the teaching of Organic Chemistry program that is given to students of the degree course in Chemistry. It aims to complete the acquisition of the fundamental knowledge of the subject. In particular, with this course the student is introduced to the chemistry of organic compounds and synthetic strategies that were not covered in the first basic course.
Testi di riferimento/Textbooks
1) J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, “Organic Chemistry”, 2nd Edition, Oxford University Press 2012 (ISBN 978-0-19-927029-3); 2) P.Y.Bruice, “Chimica Organica”, EdiSES; 3) B. Botta, “Chimica Organica”, Ed. Edi.Ermes, Milano (ISBN 9788870513271). Approfondimenti: S. Warren, “Organic synthesis: the disconnection approach”, Wiley (ISBN 0471101613). Eserciziari: 1) T.W. Solomons e altri, “La chimica organica attraverso gli esercizi”, Zanichelli 2) M.V. D’Auria, “Guida ragionata allo svolgimento di esercizi di chimica organica”, Loghia. Saranno messi a disposizione su DiR le slide del corso.
1) J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, “Organic Chemistry”, 2nd Edition, Oxford University Press 2012 (ISBN 978-0-19-927029-3); 2) P.Y.Bruice, “Organic Chemistry”, EdiSES; 3) B. Botta, “Organic Chemistry”, Ed. Edi.Ermes, Milano (ISBN 9788870513271). More detailed study: S. Warren, “Organic synthesis: the disconnection approach”, Wiley (ISBN 0471101613). For exercises: 1) T.W. Solomons e altri, “La chimica organica attraverso gli esercizi”, Zanichelli 2) M.V. D’Auria, “Guida ragionata allo svolgimento di esercizi di chimica organica”, Loghia. The slides used during the course will be available through DiR.
Obiettivi formativi/Mission
Il Corso si integra con quello di Chimica Organica I, esaminando classi di reazioni, composti organici e strategie sintetiche che non sono state trattate in precedenza. Le/gli studentesse/studenti acquisiranno inoltre conoscenze sui principi fondamentali della sintesi organica e l’abilità di sviluppare semplici sequenze sintetiche di composti organici polifunzionali e di applicare i principi delle moderne strategie sintetiche: approcci per disconnessione, formazione di legami carbonio-carbonio, organometallica, protezione/deprotezione di gruppi funzionali. La/lo studentessa/studente deve anche acquisire la capacità di comprendere e discutere criticamente il meccanismo delle reazioni e le metodologie usate. La/lo studentessa/studente dovrà dimostrare la capacità di apprendere e l’autonomia nel trarre conclusioni oltre alle abilità comunicative: La/lo studentessa/studente deve saper realizzare e comunicare i risultati di una breve ricerca bibliografica svolta in autonomia mediante l’uso delle banche dati e testi scientifici presenti in biblioteca di dipartimento ed esporla in maniera appropriata con la corretta terminologia.
The course integrates with that of Organic Chemistry I, examining classes of reactions, organic compounds and synthetic strategies that have not been previously treated. Students will also acquire knowledge on the fundamental principles of organic synthesis and the ability to develop simple synthetic sequences of polyfunctional organic compounds and to apply the principles of modern synthetic strategies: approaches for disconnection, formation of carbon-carbon bonds, organometallic, protection/deprotection of functional groups. The student must also acquire the ability to understand and critically discuss the mechanism of reactions and the methodologies used. The student must demonstrate the ability to learn and autonomy in drawing conclusions as well as communication skills: the student must be able to achieve and communicate the results of a short bibliographic research carried out independently through the use of databases and scientific texts in the departmental library and expose it appropriately with the correct terminology.
Prerequisiti/Required background knowledge
Sono prerequisiti del corso le nozioni di base di chimica organica acquisite nel corso di Chimica Organica I. In particolare: nomenclatura dei composti organici e gruppi funzionali. Stereochimica e chiralità. Delocalizzazione elettronica. Acidità e basicità. Reazioni di addizione elettrofila ad alcheni, di sostituzione nucleofila ed eliminazione. Reazioni di sostituzione elettrofila e nucleofila aromatica. Reazioni di addizione al carbonile e reazioni di sostituzione nucleofila acilica.
Prerequisites of the course are the basics of organic chemistry acquired in the course of Organic Chemistry I. In particular: nomenclature of organic compounds and functional groups. Stereochemistry and chirality. Electronic delocalization. Acidity and basicity. Electrophilic addition to alkenes, nucleophilic substitution and elimination reactions. Electrophilic and nucleophilic aromatic substitution reactions. Carbonyl addition reactions and acyl nucleophilic substitution reactions.
Metodi didattici/Teaching methods
Sono previste lezioni frontali per 48 ore. Nelle lezioni in aula si privilegerà il confronto con delle/degli studentesse/studenti sugli aspetti teorici in modo critico per far emergere eventuali preconoscenze sui temi trattati e sviluppare le abilità comunicative mediante l’utilizzo del lessico appropriato. Nel corso delle lezioni una parte è sempre dedicata alla risoluzione collegiale di esercizi opportunamente selezionati per applicare i concetti teorici appresi e stimolare mediante il confronto l’autonomia di giudizio. Saranno comunque forniti adelle/degli studentesse/delle/degli studentesse/studenti tutti i file elettronici proiettati durante le lezioni.
Lectures are scheduled for 48 hours. Discussion with students on the theoretical aspects will be privileged in order to bring out any foreknowledge of the topics covered and develop communication skills by using the appropriate lexicon. During the lessons, a part is always dedicated to the collegial solution of appropriately selected exercises to apply the theoretical concepts learned and stimulate the autonomy of judgment through comparison. However, all electronic files shown during the lessons will be provided to the students.
Altre informazioni/Further information
Sono inoltre previste 14 ore extra di esercitazioni come didattica integrativa in cui saranno svolti dal docente esercizi orientati da un lato a favorire la comprensione e l'assimilazione degli argomenti trattati nelle lezioni teoriche, e dall'altro a guidare delle/degli studentesse/delle/degli studentesse/studenti nella preparazione dell'esame. L’apprendimento in itinere è monitorato mediante la risoluzione di esercizi di sintesi organica svolti in classe singolarmente o collegialmente in modo da stimolare la preparazione e testare i progressi effettuati. Al termine del corso è svolta una prova d'esame scritta con esercizi che coprono tutto il programma svolto poi corretta e commentata con il docente. 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.
There will be also 14 extra hours of exercises as supplementary teaching in which exercises will be carried out by the teacher to facilitate the understanding and assimilation of the topics covered in the theoretical lessons and to guide students in preparing for the exam. Ongoing learning is monitored by solving exercises on organic synthesis carried out in the classroom individually or collectively in order to stimulate preparation and to evaluate progress. At the end of the course a written test is carried out with exercises that cover the entire program, then corrected and commented with the teacher. Students with physical disabilities, Learning Disabilities or Special Education Needs can request specific services and tools via the Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti, consulting the University webpage: https://www.uniupo.it/en/services/servicesstudents-physical-or-learning-disabilities Students with disabilities, learning disabilities or special education needs, once they have contacted the University Staff, can refer to the tutor in charge of the course to define the examination modalities, concerning academic aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L’esame scritto consta di 10 esercizi sulla reattività che coprono tutto il programma svolto suddivisi in quattro tipologie: 1) individuare i prodotti conoscendo i reagenti; 2) individuare i reagenti in una sequenza sintetica; 3) formulare il meccanismo di una reazione; 4) analisi retrosintetica di una breve sintesi. All'interno di questi 10 esercizi i primi 3 hanno punteggio 1, i seguenti 4 punteggio 3 e i restanti 3 punteggio 5. Seguirà il colloquio orale, se si supera con esito positivo la prova scritta, atto a confermare le conoscenze acquisite dalLa/lo studentessa/studente, l’autonomia di giudizio e l’abilità di comunicare in maniera efficace e con la corretta terminologia. La sufficienza viene raggiunta dimostrando di aver acquisito le basi teoriche fondamentali e di saperle applicare alla soluzione di problemi di sintesi più semplici (punti 1 e 2) e di avere un lessico appropriato. L’eccellenza può essere conseguita dimostrando spiccate doti nel conoscere i meccanismi di reazione e nel risolvere problemi di sintesi complessi (punto 3 e 4)
The written exam consists of 10 exercises on reactivity covering the whole program divided into four types: 1) identification of the products starting from the reagents; 2) identify the reagents in a synthetic sequence; 3) formulate the mechanism of a reaction; 4) retrosynthetic analysis of a short synthesis. Within these 10 exercises the first 3 have score 1, the following 4 score 3 and the remaining 3 score 5. If the written test is successfully passed, the student will face the oral exam which is designed to confirm his knowledge of the subject, the autonomy of judgment and the ability to communicate effectively and with the correct terminology. Sufficiency is achieved by demonstrating having acquired the fundamental theoretical bases and knowing how to apply them to the solution of simpler synthesis problems (points 1 and 2) and having an appropriate lexicon. Excellence can be achieved by demonstrating outstanding skills in solving complex synthesis problems and knowing reaction mechanisms (points 3 and 4).
Programma esteso/Content
1) ORBITALI MOLECOLARI, CHEMO- e REGIOSELETTIVITA’ – GRUPPI PROTETTORI Introduzione al corso. Orbitali molecolari applicati alla reattività delle molecole organiche. HOMO e LUMO. Chemoselettività in reazioni di riduzione ed ossidazione. Uso di borano, DIBAL; reazione di idrogenolisi; riduzioni con metallo disciolto; riduzione di Birch. Ossidazioni con il periodinano Dess Martin; ossidazione di Swern; ossidazione di alcoli allilici e benzilici. Controllo cinetico e termodinamico delle reazioni. Reazioni intramolecolari. Eliminazione E1cB. Chemoselettività di dianioni. Gruppi protettori di ammine, acidi carbossilici, alcoli e carbonili. Ortogonalità dei gruppi protettori. Reazioni di formazione e deprotezione. 2) ENOLI, ENOLATI, ADDIZIONI CONIUGATE e CONDENSAZIONI Enoli ed enolati. Enolati di composti carbonilici e di derivati di acidi carbossilici. Aza-enolati. Reattività ione enolato e alfa-alogenazione. Natura della base e regioselettività nella formazione di ioni enolato. Enol eteri e silil enol eteri. Alchilazione di enolati. Alchilazione di aldeidi usando enammine. Alchilazione di aldeidi tramite enammine e azaenolati. Alchilazione di composti beta-dicarbonilici e decarbossilazione. Controllo cinetico e termodinamico nella formazione e alchilazione di enolati. Composti alfa-beta-insaturi: addizione di Michael e addizione diretta. Orbitali molecolari e reattività. Fattori che influenzano la reazione di Michael. Nucleofili hard e soft. Reazione di sostituzione coniugata. Accettori di Michael e donatori di Michael. Enolati da composti dicarbonilici come donatori. Enoli, enammine, silil enol eteri e nitrocomposti come donatori di Michael. Reazioni di Darsen e Henry. Condensazione aldolica incrociata: utilizzo di equivalenti enolici (litio enolati, silil enol eteri, aza-enolati). Reazioni di Cannizzaro, di Mannich, di Knoevenagel, di Reformatski. Reazione aldoliche intramolecolari e anellazione di Robinson. Condensazione di Claisen diretta e incrociata. Esteri reattivi non enolizzabili. Acilazione. Condensazione di Dieckmann. 3) REAGENTI CON FOSFORO, ZOLFO, SILICIO Reazione di Wittig. Ilidi di fosfonio. Stereoselettività. Utilizzo delle ilidi di fosfonio o alchilfosfonati come equivalenti enolici in reazioni di condensazione. Ilidi di solfonio e solfossonio. Reazioni di olefinazione di Peterson e Julia. Stereoselettività E/Z. Lo zolfo e i suoi composti (struttura e reattività). Stabilizzazione di carbanioni. Tioacetali. Ditiani e loro utilizzo come acilanioni equivalenti. Idrolisi e desolforazione dei ditiani. Anioni solfinato e dei solfoni. Stabilizzazione di carbocationi adiacenti allo zolfo e partecipazione in beta dello zolfo. Addizione nulcleofila di bisolfito. 4) REAZIONI di CICLOADDIZIONE e CARBENI Reazione di Diels Alder. Dieni e Dienofili. Stereochimica delle reazioni di Diels Alder. Regola Endo. Prodotto cinetico e termodinamico della reazione di Diels Alder. Approccio con gli orbitali molecolari. Influenza di solvente e catalisi con acidi di Lewis. Reazioni intramolecolari. Regioselettività nelle reazioni di Diels Alder. Reazione di Diels Alder a domanda elettronica inversa. Reazioni Alder-ene e carbonil-ene. Cicloaddizioni [2+2] per via fotochimica. Diazometano. Carbeni: struttura, preparazione e reattività. Sintesi di ciclopropani. Reazione di Simmons Smith. Inserzione di carbeni in legami C-H e O(N)-H. Reazione di metatesi di alcheni. Ring closing metathesis. Catalizzatori ed esempi. 5) REAGENTI ORGANOMETALLICI E REAZIONI DI CROSS-COUPLING Introduzione alla chimica organometallica. Sintesi di reattivi organometallici tramite addizione ossidativa, transmetallazione e scambio metallo-alogeno. Sintesi di reattivi organometallici tramite deprotonazione di alchini o ciclopentadiene. Preparazione e reattività del benzino. Uso di reattivi organometallici in reazioni SN2, epossidi e con carbonili. Dialchilcuprati e loro reattività. Regola dei 18 elettroni e tipi di leganti. Apticità. Conteggio degli elettroni in un complesso organometallico. Addizione ossidativa. Eliminazione riduttiva. Inserzione di legante/migratoria. Carbonilazione. Beta eliminazione. Il palladio, reattività e complessi di Pd(0) e Pd(II). Riduzione in situ di Pd(II) a Pd(0). Reazione di Heck. Ciclo catalitico. Regioselettività e stereochimica delle reazioni di Heck. Reazioni di cross-coupling. Ciclo catalitico generico. Reazione di Stille. Reazione di Suzuki. Ciclo catalitico e attivazione del boro. Esempi per formazione biarili, dieni e arilalcheni. Reazione di Negishi. Reazione di Sonogashira. Sostituzione nucleofila su sistemi allilici e regioselettività. Attivazione di sistemi allilici con Pd(0). Reazioni con vinil-epossidi e allil-carbonati. Reazione di Buchwald e Hartwig. Attacco nucleofilo ad alcheni mediato da Pd(II). Ossidazione di Wacker. 6) RETROSINTESI Approccio retrosintetico. Definizioni ed esempi di sintoni e reagenti. Analisi retrosintetica di derivati aromatici usando sostituzioni elettrofile e nucleofile. Analisi retrosintetica con esempi: disconnessioni C-C 1,1; 1,2; 1,3; disconnessione alfa-beta; disconnessione di Mannich e di Claisen. Disconnessione 1,5. Reattività "naturale" e umpolung. Composti difunzionali 1,2. Strategie per composti difunzionali 1,4. Elenco di sintoni più comuni.
1) MOLECULAR ORBITALS, CHEMO- and REGIOSELECTIVITY - PROTECTING GROUPS Introduction to the course. Molecular orbitals applied to the reactivity of organic molecules. HOMO and LUMO. Chemoselectivity in reduction and oxidation reactions. Use of borane, DIBAL; hydrogenolysis reaction; reductions with dissolved metal; Birch reduction. Oxidations with Dess Martin periodinane; Swern oxidation; oxidation of allyl and benzyl alcohols. Kinetic and thermodynamic control of reactions. Intramolecular reactions. E1cB elimination. Chemoselectivity of dianions. Protective groups of amines, carboxylic acids, alcohols and carbonyls. Orthogonality of the protector groups. Protection and deprotection reactions. 2) ENOLS, ENOLATES, CONJUGATED ADDITIONS and CONDENSATIONS Enols and enolates. Enolates of carbonyl compounds and derivatives of carboxylic acids. Aza-enolates. Enolate ion reactivity and alpha-halogenation. Nature of the base and regioselectivity in the formation of enolate ions. Enol ethers and silyl enol ethers. Alkylation of enolates. Alkylation of aldehydes using enamines. Alkylation of aldehydes through enamines and azaenolates. Alkylation of beta-dicarbonyl compounds and decarboxylation. Kinetic and thermodynamic control in the formation and alkylation of enolates. Alpha-beta-unsaturated compounds: Michael addition and direct addition. Molecular orbitals and reactivity. Factors influencing Michael's reaction. Hard and soft nucleophiles. Conjugated substitution reaction. Michael acceptors and Michael donors. Enolated from dicarbonyl compounds as donors. Enols, enamines, silyl enol ethers and nitrocompounds as Michael donors. Darsen and Henry reactions. Aldolic cross-condensation: use of enolic equivalents (lithium enolates, silyl enol ethers, aza-enolates). Reactions of Cannizzaro, Mannich, Knoevenagel, Reformatski. Intramolecular aldolic reaction and Robinson ringing. Claisen condensation: direct and cross condensation. Non-enolizable reactive esters. Acylation. Dieckmann condensation. 3) REAGENTS WITH PHOSPHORUS, SULFUR, SILICON Wittig reaction. Phosphonium ylids. Stereoselectivity. Use of phosphonium or alkyl phosphonates as enol equivalents in condensation reactions. Sulfonium and sulphoxonium ylids. Peterson and Julia olefination reactions. E / Z stereoselectivity. Sulfur and its compounds (structure and reactivity). Carbanion stabilization. Thioacetal. Ditianes and their use as equivalent acylanions. Hydrolysis and desulphurization of dithianes. Sulphinate anions and sulfones. Stabilization of carbocations adjacent to sulfur and participation in beta to sulfur. Nulcleophilic addition of bisulfite. 4) CYCLOADDITION and CARBENES REACTIONS Diels Alder reaction. Dienes and Dienophiles. Stereochemistry of Diels Alder's reactions. Endo rule. Kinetic and thermodynamic product of the Diels Alder reaction. Approach with molecular orbitals. Influence of solvent and catalysis with Lewis acids. Intramolecular reactions. Regioselectivity in Diels Alder's reactions. Diels Alder's reaction to reverse electronic demand. Alder-ene and carbonyl-ene reactions. Cycloadditions [2 + 2] by photochemistry. Diazomethane. Carbenes: structure, preparation and reactivity. Synthesis of cyclopropanes. Simmons Smith reaction. Insertion of carbenes in C-H and O (N) -H bonds. Reaction of metathesis of alkenes. Ring closing metathesis. Catalysts and examples. 5) ORGANOMETALLIC REAGENTS AND CROSS-COUPLING REACTIONS Introduction to organometallic chemistry. Synthesis of organometallic reagents by oxidative addition, transmetallation and metal-halogen exchange. Synthesis of organometallic reagents by deprotonation of alkynes or cyclopentadiene. Preparation and reactivity of benzyne. Use of organometallic reagents in SN2 reactions, epoxides and with carbonyls. Dialkylcuprates and their reactivity. Rule of 18 electrons and types of ligands. Hapticity. Counting electrons in an organometallic complex. Oxidative addition. Reductive elimination. Insertion of ligand / migratory insertion. Carbonylation. Beta elimination. Palladium, reactivity and complexes of Pd(0) and Pd(II). In situ reduction of Pd(II) to Pd(0). Heck reaction. Catalytic cycle. Regioselectivity and stereochemistry of Heck's reactions. Cross-coupling reactions. Generic catalytic cycle. Stille's reaction. Suzuki reaction. Catalytic cycle and boron activation. Examples for the formation of biaryls, dienes and arylalkenes. Negishi reaction. Sonogashira reaction. Nucleophilic substitution on allyl systems and regioselectivity. Activation of allyl systems with Pd(0). Reactions with vinyl-epoxides and allyl carbonates. Buchwald and Hartwig reaction. Nucleophilic attack on alkenes mediated by Pd(II). Wacker oxidation. 6) RETROSYNTHESIS Retrosynthetic approach. Definitions and examples of synthons and reagents. Retrosynthetic analysis of aromatic derivatives using electrophilic and nucleophilic substitutions. Retrosynthetic analysis with examples: C-C 1,1 disconnections; 1,2; 1,3; alpha-beta disconnection; disconnection of Mannich and Claisen. Disconnection 1,5. "Natural" reactivity and umpolung. Difunctional compounds 1,2. Strategies for multifunctional compounds 1,4. List of most common synthons.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: 1) conoscere in modo approfondito le relazioni-struttura-reattività nei composti organici polifunzionali 2) conoscere i principi che guidano le reazioni organiche e che permettono di interpretarne i meccanismi. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: 1) saper descrivere i meccanismi di reazione in molecole organiche polifunzionali 2) saper classificare le trasformazioni organiche sulla base delle interazioni tra i diversi gruppi funzionali presenti in una molecola organica 3) saper descrivere la progettazione di una semplice sequenza sintetica. Autonomia di giudizio: 1) proporre delle strategie sintetiche con particolare riguardo alla protezione-deprotezione dei gruppi funzionali; 2) saper affrontare agevolmente un’analisi retrosintetica semplice. Abilità comunicative: 1) essere in grado di descrivere chiaramente l’uso delle varie nozioni apprese nel corso con linguaggio scientifico appropriato. 2) saper esporre in maniera chiara e con linguaggio appropriato i meccanismi di reazione. Capacità di apprendimento: 1) dimostrare di essere capace di reperire e applicare nuove informazioni necessarie per progettare la sintesi di molecole organiche sia in modo diretto che via retrosintesi.
Knowledge and understanding: 1) in depth knowledge of the structure-reactivity relationship in poly-functional organic compounds 2) knowledge of the principles that drive organic reactions and that allow to interpret the mechanisms. Ability to apply knowledge and understanding: 1) to be able to describe the reaction mechanisms in poly-functional organic molecules 2) to be able to classify organic transformations based on the interactions between the different functional groups present in an organic molecule 3) to be able to describe the design of a simple synthetic sequence. Autonomy of judgment: 1) propose synthetic strategies with particular regard to the protection/deprotection of functional groups; 2) ability to easily cope with a simple retrosynthetic analysis. Communication skills: 1) to be able to clearly describe the use of the various notions learned in the course with appropriate scientific language; 2) to be able to clearly expose the reaction mechanisms in an appropriate language. Learning skills: 1) demonstrate the ability to find and apply new information needed to design the synthesis of organic molecules both directly and via retrosynthesis.
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Course
LABORATORIO DI CHIMICA ORGANICA II
Course ID
S0338
Academic Year
2025/2026
Year of rule
2024/2025
Degree
CHIMICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
CLERICUZIO Marco
Teachers
Clericuzio Marco
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Year Course ID Course Teachers SSD Curriculum Site CFU
1 S0329 Calculus II Aceto Lidia MAT/05 All ALESSANDRIA 6.0
1 S0320 General and Inorganic Chemistry Botta Mauro, Artizzu Flavia, Cassino Claudio, Carniato Fabio CHIM/03 All ALESSANDRIA 18.0
1 MF0435 Initial Knowledge Martignone Francesca NN All ALESSANDRIA 0.0
1 S0355 Mathematics I Martignone Francesca MAT/04 All ALESSANDRIA 6.0
1 S0326 Organic Chemistry I Stefania Rachele, Piscopo Laura CHIM/06 All ALESSANDRIA 12.0
1 S0325 Physics I Panzieri Daniele FIS/01 All ALESSANDRIA 6.0
1 S0331 Physics II Grassi Pietro FIS/01 All ALESSANDRIA 6.0
2 MF0037 Analytical Chemistry I Marengo Emilio, Aceto Maurizio, Barberis Elettra CHIM/01 All ALESSANDRIA 15.0
2 S1594 Complements in Chemistry Cossi Maurizio CHIM/02 All ALESSANDRIA 6.0
2 S0324 English Gubiani Gessica NN All ALESSANDRIA 3.0
2 S0336 Organic Chemistry II Tei Lorenzo, Clericuzio Marco CHIM/06 All ALESSANDRIA 12.0
2 S0333 Phisical Chemistry I Bisio Chiara, Cossi Maurizio CHIM/02 All ALESSANDRIA 12.0
2 MF0440 Principles of biochemistry Patrone Mauro BIO/10 All ALESSANDRIA 9.0
Data synched: 16/07/2026, 04:25