CHIMICA

12 CFU - 1° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

MICHELE MASSIMINO - Modulo CHIMICA GENERALE - CHIM/03 - 6 CFU
GAETANO TOMASELLI - Modulo CHIMICA ORGANICA - CHIM/06 - 6 CFU

Obiettivi formativi

CHIMICA GENERALE
Il corso ha lo scopo di trasferire allo studente le conoscenze di base della chimica generale. In particolare, lo studente sarà indirizzato a comprendere la struttura atomica e molecolare, le proprietà periodiche degli elementi, i legami chimici, le reazioni chimiche, le proprietà dei gas e delle soluzioni nonché gli aspetti quantitativi della chimica generale.
CHIMICA ORGANICA
Le sostanze organiche sono i mattoni fondamentali della materia vivente. Verranno descritte la struttura, le proprietà e la reattività delle principali classi di composti organici, con particolare enfasi su quelli più importanti nelle matrici alimentari. Gli allievi dovranno acquisire la conoscenza delle principali molecole organiche e la capacità di scrivere la struttura di quelle più semplici e di discuterne le proprietà anche in relazione al loro utilizzo in campo agroalimentare. Inoltre dovranno acquisire la conoscenza delle reazioni fondamentali dei composti organici e del modo con cui i composti semplici si combinano per formare le molecole più complesse.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

CHIMICA GENERALE
1. Composizione e struttura della materia: generalità, miscugli, composti chimici, atomi, molecole e ioni, peso molecolare, peso atomico, concetto di mole e numero di Avogadro;
2. La struttura dell’atomo: generalità, modello atomico di Bohr-Sommerfeld, gli orbitali, costruzione ideale di atomi, principio della massima molteplicità di Hund, la regola Aufbau, principio di esclusione di Pauli, il sistema periodico degli elementi;
3. Il legame chimico: generalità, concetto di valenza, tipi di legame: legame covalente (omeopolare, eteropolare), legame covalente dativo o di coordinazione, legame elettrostatico (legame ionico, legami dipolare), legame idrogeno, legame metallico, cenni sull’ibridizzazione molecolare e sulla teoria dell’orbitale molecolare;
4. Le reazioni chimiche: generalità, numero di ossidazione, formazione di ossidi, anidridi, acidi, basi e sali, nomenclatura e bilanciamento, reazioni di ossido-riduzione e bilanciamento. Moli, equivalenti e calcoli di stechiometria.
5. Termodinamica: generalità, cenni sullo stato termodinamico di un sistema, concetto di entalpia ed entropia, I, II e III principio;
6. Lo stato gassoso (stato espanso): gas ideale, pressione, volume, temperatura. Le leggi dei gas ideali (Boyle, Charles e Gay Lussac) e l’equazione di stato dei gas. Legge di Avogadro;
7. Gli stati condensati: generalità su: cristalli, solidi, liquidi;
8. Soluzioni di elettroliti e non elettroliti: generalità, passaggio in soluzione, concentrazioni: composizione percentuale, molalità, molarità, normalità. Generalità sulle proprietà colligative. Dissociazione elettrolitica;
9. Cinetica ed Equilibrio chimico: generalità, cenni di cinetica chimica, legge dell’equilibrio chimico, costante di equilibrio, fattori che influenzano l’equilibrio chimico;
10. Equilibri ionici in soluzioni: generalità, acido e base secondo Arrhenius, Bronsted e Lowy, forza di un acido e di una base, elettroliti, prodotto ionico dell’acqua, pH e calcolo del pH in soluzione acquosa, indicatori di pH, idrolisi, sistemi tampone, prodotto di solubilità, titolazioni
11. Elettrochimica: concetti generali sul potenziale elettrico, elettrolisi, elettrodi e pile. Determinazione potenziometrica del pH;
12. Cenni sui principali metalli contaminanti dei cibi: Nichel, Mercurio, Cromo, Arsenico, Uranio, Cadmio, Piombo.
CHIMICA ORGANICA
L'insegnamento consiste di 56 ore di lezioni frontali, per le quali il docente si avvale di slides, gesso e lavagna. Le diapositive proiettate a lezione, le tracce delle esercitazioni effettuate in aula e altro materiale didattico verranno messi a disposizione degli studenti dal docente durante il corso sul sito della didattica on line. Sono inoltre previste esercitazioni in aula mirate durante l'espletamento del programma di studio.

Prerequisiti richiesti

CHIMICA GENERALE
Conoscenze di base di matematica e fisica
CHIMICA ORGANICA
Conoscenze diu Chimica generale.

Frequenza lezioni

CHIMICA GENERALE
Non è obbligatoria ma fortemente consigliata
CHIMICA ORGANICA
La frequenza non è obbligatoria ma è consigliabile.

Contenuti del corso

CHIMICA GENERALE
Generalità sulla materia, struttura dell’atomo, elementi e loro periodicità, legami chimici, reazioni chimiche e loro aspetti quantitativi, cenni di termodinamica, lo stato gassoso, equilibrio chimico, le soluzioni e loro aspetti quantitativi, cenni di elettrochimica e generalità sulla chimica inorganica.
CHIMICA ORGANICA
1.Introduzione alla chimica organica. Il legame chimico, orbitali atomici e molecolari, struttura dei legami sigma e pi-greco, rappresentazione delle strutture organiche, risonanza; 2. Fondamenti di reattività, concetto di nucleofilo ed elettrofilo; 3. Alcani e cicloalcani, isomeria e stereoisomeria. Chiralità. Enantiomeri. Attività ottica. Attività biologica. Gruppi alchilici; 4. Alcheni, alchini, alogenuri alchilici, struttura, proprietà, reattività; 5. Idrocarburi aromatici. Aromaticità. Regola di Huckel. Idrocarburi policiclici aromatici. Sostituzioni elettrofile e nucleofile; 6. Alcoli, fenoli, eteri, tioli, polifenoli, chinoni; 7.Aldeidi e chetoni alifatici ed aromatici. Proprietà e reattività; 8. Ammine alifatiche ed aromatiche. Composti eterociclici. Sistemi eterociclici elettron-ricchi ed elettron-poveri. Proprietà e reattività. Cenni sui composti naturali azotati e di sintesi (alcaloidi e porfirine); 9. Acidi carbossilici e loro derivati (alogenuri, anidridi, esteri, ammidi e carbammati). Reattività;10. Le biomolecole. Lipidi. Triacilgliceroli. Vitamine liposolubili;11. Le biomolecole. Carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi (amido, glicogeno e cellulosa). Proprietà, reattività, importanza negli alimenti;12. Le biomolecole. Amminoacidi e Proteine;13. Le biomolecole. Acidi nucleici (Cenni).

Testi di riferimento

CHIMICA GENERALE
Qualunque testo universitario di base per la chimica generale o uno dei seguenti:
- Fondamenti di Chimica Generale Seconda dizione, Peter Atkins, Loretta Jones Leroy Laverman. Zanichelli
- Chimica Generale 11 edizione, di Ralph H. Petrucci, F. Geoffrey Herring, Jeffry D. Madura, Carey Bissonnette. Piccin
- Stechiometria per la chimica generale. P. M. Lausarot, G. A. Vaglio. Piccin
CHIMICA ORGANICA
1. Brown, Campbell, Farrel: Elementi di Chimica Organica con modelli molecolari, Edizione 2012, Edises, Napoli.
2. Janice Gorzynski Smith: Fondamenti di Chimica Organica, II edizione 2014, MCGraw-Hill Education, Milano
3. Paula Yurkanis Bruice, Elementi di chimica organica, II edizione 2017, Edises, Napoli
4. John McMurry : Fondamenti di chimica organica, VII edizione, PICCIN Padova (Testo di consultazione)

Altro materiale didattico

CHIMICA ORGANICA
1. Appunti dalle lezioni.

2. Slides

Programmazione del corso

CHIMICA GENERALE
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Gli argomenti del corso sono necessari al fine del superamento dell'esame finale	I testi consigliati possono essere utilizzati
CHIMICA ORGANICA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Legame chimico, orbitali atomici e molecolari	Brown, Campbell, Farrel: Elementi di Chimica Organica con modelli molecolari, Edizione 2012, Edises, Napoli.
2	Alcani, cicloalcani, isomeri, stereoisomeri	Brown, Campbell, Farrel: Elementi di Chimica Organica con modelli molecolari, Edizione 2012, Edises, Napoli.

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

CHIMICA GENERALE
Valutazione dell’apprendimento in itinere;

L’esame finale comprenderà una prova scritta basata sugli argomenti oggetto delle valutazioni in itinere e di una prova orale;

L’esito dell’esame dipenderà dalla media delle due prove.
CHIMICA ORGANICA
Esame orale

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

CHIMICA ORGANICA
1. Differenza tra un'aldeide e un chetone.

2. Cos'è il saccarosio

3. Causa irrancidimento cibi.

4. Reattività delle ammine.

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