CHIMICA E MATEMATICA

14 CFU - 1° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

ANTONELLA DI FRANCESCO - Modulo CHIMICA - CHIM/06 - 8 CFU
CRISTINA LUCIA MILAZZO - Modulo MATEMATICA - MAT/04 - 6 CFU

Obiettivi formativi

CHIMICA
Tutti gli argomenti del programma afferiscono all'area delle conoscenze propedeutiche.

Il corso ha l’obiettivo di fornire allo studente i contenuti di base per conoscere e comprendere il linguaggio della chimica, ed in particolare la conoscenza delle principali classi di molecole inorganiche ed organiche, incluse le biomolecole, e la relazione tra struttura-proprietà-reattività.

L'insieme dei concetti e delle conoscenze fondamentali di Chimica acquisite dallo studente al termine del corso serviranno come base per l'apprendimento delle materie con contenuto chimico del triennio del CdL.

Gli studenti, al termine delle lezioni, dovranno aver acquisito le seguenti abilità:

- Orientamento sulla tavola periodica con le principali proprietà degli elementi.

- Familiarità con la nomenclatura e le proprietà acido-base dei composti chimici più comuni.

- Capacità di discutere i vari tipi di legame chimico in alcuni composti.

- Realizzare il bilanciamento delle reazioni.

- Procedere correttamente con i calcoli stechiometrici.

- Capacità di eseguire calcoli per gli equilibri acido-base in soluzione acquosa.

- Capacità, data una formula di struttura, di attribuire il nome IUPAC ad un composto organico o, avendo il nome risalire alla formula.

- Capacità di riconoscere le principali caratteristiche strutturali e di reattività delle classi più comuni di composti organici, incluse le classi principali di biomolecole.
MATEMATICA
Il corso ha come obiettivo sia la formazione logico-matematica di base, intesa anche come capacità di comprendere percorsi ipotetico-deduttivi, che quello di fornire strumenti applicativi di calcolo. Il corso intende fornire agli studenti concetti di matematica di base, verranno inoltre forniti gli strumenti basilari dell’algebra, della geometria analitica, dell’analisi matematica e della statistica. L'efficace formalismo sarà introdotto gradualmente, valorizzando l'intuizione visiva e seguendo un approccio operativo. Gli studenti verranno stimolati nell'apprendimento dei metodi e dei risultati di matematica e verrà sviluppata la loro capacità di utilizzo della stessa per la risoluzione di problemi. Verrà inoltre fornita un'idea concreta, attraverso vari esempi ed applicazioni, dell'importanza della matematica nelle applicazioni.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

CHIMICA
L’insegnamento si compone di:
- 42 ore di didattica frontale durante la quale lo studente acquisisce le nozioni di base mediante l’utilizzo di slides che saranno rese disponibili agli studenti tramite la piattaforma STUDIUM.
- 28 ore di parte applicativa durante la quale si svolgeranno esercizi in aula sulla base degli argomenti trattati a lezione.
Qualora l’insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
MATEMATICA
Il corso è costituito da 56 ore di lezioni frontali (o a distanza) suddivise in 28 ore di teoria e 28 di esercitazione. Le lezioni frontali si terranno in un'aula del Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente in Via Santa Sofia 100. Le lezioni di teoria riguarderanno le definizioni e i teoremi necessari per lo svolgimento degli esercizi.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Prerequisiti richiesti

CHIMICA
Concetti base di matematica delle scuole superiori, es: formule inverse, proporzioni, proprietà delle potenze, radicali.
MATEMATICA
Conoscenze di elementi di matematica previsti dalle indicazioni nazionali per la scuola secondaria di secondo grado.

Frequenza lezioni

CHIMICA
La frequenza non è obbligatoria ma caldamente consigliata.
MATEMATICA
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria ma vivamente consigliata.

Contenuti del corso

CHIMICA
I parte Chimica Generale

1. Introduzione alla chimica.

2. Atomi, molecole e ioni. Struttura dell’atomo.

3. La tavola periodica. Configurazione elettronica degli atomi e periodicità delle proprietà chimiche; la tavola periodica e le sue caratteristiche; energia di ionizzazione; affinità elettronica; elettronegatività.

4. Il legame chimico: classificazione dei legami chimici; interazioni deboli.

5. I composti chimici (I parte): Composti ionici e composti molecolari. Formule, nomenclatura e proprietà dei composti; composti binari: idruri, ossidi, perossidi e idracidi; composti ternari: ossiacidi e idrossidi; Sali; particolarità di alcuni elementi; cationi metallici e anioni poliatomici. Esercitazioni.

6. I composti chimici (II parte): Il concetto di mole e il numero di Avogadro; peso molecolare; leggi della stechiometria; l'equazione chimica ed il suo bilanciamento; concetto di equilibrio chimico e costanti d’equilibrio; calcoli stechiometrici: rapporti quantitativi nelle reazioni chimiche; reagente limitante. Esercitazioni numeriche.

7. Le soluzioni (cenni). Concentrazioni delle soluzioni; proprietà colligative delle soluzioni. Esercitazioni numeriche.

8. Equilibri ionici in soluzione acquosa: prodotto ionico dell’acqua e pH; teoria degli acidi e delle basi; calcolo del pH; soluzioni tampone. Esercitazioni numeriche

II parte Chimica Organica

1. Introduzione ai composti organici: gruppi funzionali; classificazione composti organici e nomenclatura; rappresentazione delle molecole organiche.

2. La disposizione degli atomi nello spazio: isomeria.

3. La chimica delle biomolecole.
MATEMATICA
- Insiemi. Operazioni tra insiemi. N, Z, Q, R.
- Goniometria, funzioni goniometriche e prime proprietà.
- Trigonometria, teorema dei seni, teorema di carnot, applicazioni ai problemi con i triangoli rettangoli.
- Matrici. Determinante di una matrice. Matrici ridotte. Rango di una matrice. Prodotto righe per colonne. Matrice inversa.
- Sistemi lineari. Teorema di Cramer. Teorema di Rouche-Capelli.
- Geometria analitica del piano. Punti. Distanze, equazioni della retta, coefficiente angolare, proprietà, parallelismo, perpendicolarità.
- Circonferenza. Intersezione tra una retta e una circonferenza.
- Funzioni reali di variabile reale. Dominio di una funzione. Funzioni monotone.
- Limiti di funzioni reali. Teoremi.
- Derivata di una funzione in un punto e suo significato geometrico. Derivate elementari. Regole di derivazione: somma di funzioni, prodotto di funzioni, funzioni composte.
- Punti di massimo relativo e di minimo relativo. Teoremi.
- Primitiva di una funzione. Integrale indefinito. Integrale definito.

Testi di riferimento

CHIMICA
1. Fondamenti di chimica. Brown, LeMay, Bursten, Murphy, Woodwards, Stoltzfus. EdiSES

2. STECHIOMETRIA PER LA CHIMICA GENERALE, Michelin Lausarot Vaglio; Piccin.

3. Chimica organica essenziale. G. B. Appendino, S. Banfi, B. Botta, S. Chiacchio, L. F. Cipolla, M. V. D’Auria, G. Fabrizi, F. Nicotra, F. Peri, M. Pierini, R. Riccio, M. Taddei, G. Zappia. Edi-ermes.
MATEMATICA
(1) M. Gionfriddo: Istituzioni di Matematiche. Tringale Editore

(2) M.Gionfriddo, B. Mtarazzo, S. Milici: Esercitazioni di matematiche. Spazio Libri.

(3) P. Marcellini, C. Sbordone: Elementi di Matematica. Liguori Editore.

(4) C. Sbordone e F. Sbordone: Matematica per le scienze della vita. EdiSES

(5) V. Villani, Matematica per discipline biomediche. Mc Graw-Hill

Altro materiale didattico

MATEMATICA
Gli appunti elaborati a lezione saranno inserite sul portale Studium, nella sezione “documenti”.

Programmazione del corso

CHIMICA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Introduzione	Testo 1: Cap. 1 (Par. 1.1-1.2-1.3-1.5)
2	Atomi, molecole e ioni. Struttura dell’atomo.	Testo 1: Cap. 2 (Par. 2.3-2.4-2.5-2.6)
3	Proprietà periodiche degli elementi.	Testo 1: Cap. 7 (Par. 7.1-7.2-7.3-7.4-7.5)
4	Il legame chimico.	Testo 1: Cap. 8 (Par. 8.1-8.2-8.3-8.4), Cap. 11 (Par. 11.2)
5	I composti Chimici (I parte).	Testo 1: Cap. 2 (2.6-2.7-2.8)
6	I composti Chimici (II parte).	Testo 1: Cap. 3 (3.4-3.5-3.7), Cap. 15 (Par. 15.1-15.2-15.3-15.7)
7	Le soluzioni.	Testo 1: Cap. 13 (Par. 13.2-13.3-13.4-13.5-13.6)
8	Equilibri ionici in soluzione acquosa.	Testo 1: Cap.16 (Par. 16.1-16.2-16.3-16.4-16.5-16.6-16.7-16.8-16.9)
9	Introduzione ai composti organici.	Testo 2: Cap. 3 (Par. 3.1-3.1.1-3.1.4-3.1.4.1-3.2), Cap. 5 (par. 5.1-5.2-5.3-5.4), Cap. 6 (Par. 6.1-6.2-6.3), Cap. 7 (Par. 7.1-7.2-7.3), Cap. 8 (Par. 8.1-8.1.2) Cap. 10 (Par. 10.1-10.2-10.3), Cap. 11 (Par. 11.1-11.2-11.3), Cap. 12 (Par. 12.1-12.2-12.3-12.
10	La disposizione degli atomi nello spazio: isomeria.	Testo 2: Cap. 4 (Par. 4.1-4.2)
MATEMATICA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Insiemi. Operazioni tra insiemi. N, Z, Q, R.	Testo 1: cap 1, cap 3. Testo 4: cap 1, cap 3.
2	Matrici. Determinante di una matrice. Matrici ridotte. Rango di una matrice. Prodotto righe per colonne. Matrice inversa.	Testo 1: cap. 4 Testo 2: cap 7
3	Sistemi lineari. Teorema di Cramer. Teorema di Rouche-Capelli.	Testo 1: cap. 5
4	Geometria analitica del piano. Punti. Distanze, equazioni della retta, coefficiente angolare, proprietà, parallelismo, perpendicolarità	Testo 1: cap. 8 Testo 4: cap 4
5	Circonferenza. Intersezione tra una retta e una circonferenza.	Testo 1: cap. 6-7 Testo 4: cap 4
6	Funzioni reali di variabile reale. Dominio di una funzione. Funzioni monotone.	Testo 4: cap 6 Testo 1: cap. 10
7	Limiti di funzioni reali. Teoremi.	Testo 1: cap. 11
8	Derivata di una funzione in un punto e suo significato geometrico. Derivate elementari. Regole di derivazione: somma di funzioni, prodotto di funzioni, funzioni composte.	Testo 1: cap. 12
9	Punti di massimo relativo e di minimo relativo. Teoremi.	Testo 1: cap. 12
10	Primitiva di una funzione. Integrale indefinito. Integrale definito.	Testo 1: cap. 13

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

CHIMICA
L’esame del corso consiste in una prova scritta e una prova orale.

In particolare, la prova scritta di norma è articolata in una serie di esercizi da svolgere in 120 minuti. Gli esercizi saranno inerenti alla I parte del programma (chimica generale) alla II parte del programma (chimica organica).

La prova orale (che si svolge generalmente alcuni giorni dopo la prova scritta) consiste nella discussione della prova scritta e nella discussione di alcuni tra tutti gli argomenti del programma.

La valutazione viene espressa al termine delle due prove. Il superamento della prova scritta (idoneità) consente l’accesso alla prova orale, la quale se valutata positivamente darà luogo al voto finale dell’esame.

Per gli studenti di primo anno che frequentano con continuità il corso sono previste due prove scritte in itinere. Il superamento della prima prova è indispensabile per l'accesso alla seconda prova in itinere. Il superamento di entrambe le prove scritte in itinere esonera lo studente dallo svolgimento dell'esame finale. I dettagli sullo svolgimento delle prove in itinere verranno illustrati dal docente all'inizio del corso.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
MATEMATICA
L'esame finale consiste in una prova scritta ed un eventuale colloquio orale. L’esame è superato se lo studente ottiene un punteggio maggiore o uguale di diciotto (18/30).

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Per convenzione la data riportata sul calendario di esami, riguarda la prova scritta di chimica, la prova di matematica si tiene il giorno dopo. L'aula e l'orario vengono comunicate dal docente qualche giorno prima tramite la piattaforma Studium.

Prove d’esame complete. Nelle sessioni di esami (prima, seconda e terza), si effettueranno le prove d’esame ufficiali. In tale sede, coloro che non hanno superato qualcuna delle prove in itinere potranno sostenere la parte di prova mancante.

PROVE IN ITINERE

Prove in itinere

Il corso di “Matematica” è semestrale e si tiene nel primo periodo didattico. Nel corso dell’anno sono previste tre prove in itinere scritte. Le date di tali prove verranno concordate durante l’anno con gli Studenti.

Prove scritte:

I parte) Intersezione e unione tra insiemi, Rango di una matrice, Sistemi lineari, rette nel piano, trigonometria.

II parte) Circonferenze, domini di funzioni, limiti di funzioni

III parte) Retta tangente ad una funzione in un dato punto, massimi e minimi di una funzione, integrale, concetti di teoria

Le prove scritte sono tra loro indipendenti quindi lo Studente può decidere di sostenere una delle prove senza aver necessariamente sostenuto o superato la/le prova/e che l’hanno preceuta.

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

MATEMATICA
1. Trovare il rango della matrice data
2. Determinare l’equazione della circonferenza avente centro nel punto medio del segmenti di estremi A=(2, 1) e B=(4, -3) e raggio r=3
3. Trovare il dominio delle seguenti funzioni: f₁(x)=(x-1)/(x²+x) f₂(x)= log(1-x²)
4. Calcolare il limite per x tendente all'infinito della funzione f(x)= (x²-1)/(x²)
5. Calcolare la derivata della seguente funzione: f(x)= log(sen x + cos x)
6. Calcolare l'integrale indefinito della funzione: (x²)/(1-2x³)

Apri in formato Pdf English version