L'insegnamento ha lo scopo sia di completare gli argomenti affrontati nella Chimica Generale ed
Inorganica I, ma anche di sviluppare nuovi concetti quali equilibri ionici in soluzione acquosa,
elettrochimica e cenni di chimica Inorganica che serviranno come bagaglio culturale per affrontare gli
insegnamenti successivi. Questo secondo insegnamento di Chimica Generale ed Inorganica fornirà allo
studente gli strumenti per consolidare le conoscenze della chimica generale, infatti affrontando il
chimismo degli elementi dei primi tre periodi della tavola periodica riuscirà ad applicare tutte le
conoscenze di chimica fino ad ora imparate: configurazione elettronica, reattività chimica, numeri di
ossidazione, carattere metallico, tipologia di legami formati.
Il corso grazie all'approfondimento dei processi chimici in soluzione acquosa quali dissociazione di sali
poco solubili, solubilità, pH di soluzioni di acid e basi sia forti che deboli, soluzioni tampone ed
elettrochimica fornirà allo studente un’idea del ruolo della chimica nella società e nella vita di tutti i
giorni.
Saranno svolte esercitazioni in laboratorio per rafforzare i concetti affrontati in aula e per far conoscere
allo studente in modo pratico un laboratorio chimico. Lo studente imparerà a organizzare e svolgere un
esperimento chimico e ad utilizzare la vetreria e alcuni semplici strumenti di laboratorio tipo pHmetro,
tester.
Al termine del corso lo studente avrà acquisito e maturato le competenze indispensabili per affrontare e
risolvere quesiti relativi a calcoli quantitativi in reazioni di equilibrio, determinare il pH di soluzioni di acidi
e basi forti e deboli, di soluzioni saline e di tamponi, determinare la solubilità di sali poco solubili,
calcolare le quantità di elementi depositati agli elettrodi dopo elettrolisi di sali fusi o di soluzioni,
determinare il senso di una reazione in base ai potenziali di riduzione standard sia in condizioni standard
che non standard.
Finalità del corso e quella di far acquisire quella capacita di ragionamento necessaria per affrontare lo
studio di fenomeni chimici con metodi analitici e numerici (applying knowledge and understanding).
Obiettivi formativi specifici:
Comprendere gli equilibri in soluzione acquosa in merito alle proprietà di acidi e basi sia forti che deboli,
ed alla solubilità dei sali. Conoscere le relazioni tra struttura e forza di un acido. Comprendere il
meccanismo di funzionamento di una soluzione tampone. Conoscere l'elettrochimica sia in riferimento al
funzionamento delle celle galvaniche che all'elettrolisi. Comprendere il significato dei potenziali standard
di riduzione e la competizione tra gli elementi nell'elettrolisi. Conoscere dei cenni generali di Chimica
Inorganica con qualche approfondimento sulla reattività degli elementi dei primi tre periodi della tavola
periodica.
Inoltre, in riferimento ai cosiddetti Descrittori di Dublino, questo corso contribuisce a acquisire le seguenti
competenze trasversali:
Conoscenza e capacita di comprensione:
Capacità di ragionamento induttivo e deduttivo. Capacita di schematizzare una reazione chimica in
termini qualitativi e quantitativi. Capacita di
impostare un problema utilizzando opportune relazioni fra grandezze chimico- fisiche e di risolverlo con
metodi analitici.
Capacita di applicare conoscenza:
Capacita di applicare le conoscenze acquisite per la descrizione dei fenomeni chimici utilizzando con
rigore il metodo scientifico. Capacita di calcolo quantitativo di reagenti e prodotti di reazioni chimiche di
equilibrio.
Autonomia di giudizio:
Capacita di ragionamento critico. Capacita di individuare le soluzioni più adeguate per risolvere problemi
chimici. Capacita di individuare le previsioni di una teoria o di un modello.
Abilita comunicative:
Capacita di descrivere in forma orale e scritta, con proprietà di linguaggio e rigore terminologico, un
argomento scientifico, illustrandone motivazioni e risultati.
Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA
A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle
leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale
in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base
agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.
Inizialmente il corso prevede un numero elevato di lezioni frontali per trattare circa i 2/3 degli argomenti
da affrontare.
Successivamente le lezioni frontali saranno accostate con delle ore di laboratorio dove si metterenno in
pratica dei concetti affrontati nella parte frontale.
Infine non potrà mancare una fase di esercitazione numerica affrontando dei problemi sugli argomenti
trattati nelle lezioni frontali
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.
Come al solito non ci sono prerequisiti richiesti, se non che si sia in grado di risolvere un'equazione di 1°
e 2° grado, un sistema di primo grado a due equazioni e due incognite, che si sappia lavorare con le
frazioni, con le potenze del 10 e con i logaritmi.
Si richiede che lo studente abbia maturato a pieno i concetti appresi nel corso di Chimica Generale I.
Bisogna considerare che gli argomenti che si affronteranno in questa seconda parte sono nuovi e
presentano difficoltà concettuali maggiori.
La frequenza alle lezioni costituisce un requisito necessario, perchè il docente fa la fatica di presentare gli
argomenti nel modo più semplice possibile (non sempre è facile dal libro capire un argomento se prima
non è stato affrontato insieme al docente). In questo secondo insegnamento vengono affrontati anche
degli esercizi. Le esperienze di Laboratorio sono delle esperienze guidate, perchè il laboratorio chimico è
un laboratorio pericoloso. Nessuno è abilitato a fare di testa sua. La frequenza al laboratorio è
obbligatoria. Si terrà una volta la settimana nella seconda parte del semestre e si prenderanno la firme di
presenza. Si richiede che alla fine di ogni esperienza suggerita lo studente consegni una relazione che il
docente visterà. Il quaderno delle relazioni va portato all'esame. Non ci sono prove d'esame di
laboratorio.
1. Equilibri Ionici in soluzione acquosa: Dissociazione dell'acqua e pH, teoria degli acidi e delle basi
(Arrhenius, Bronsted e Lowry e Lewis), relazione struttura acidità, Anfoliti, pH di soluzioni saline (idrolisi),
Soluzioni tampone, Acidi poliprotici, titolazioni acido-base e indicatori di pH. Calcolo di pH in soluzione di
acidi, basi, sali e tamponi. Solubilità dei sali e prodotto di solubilità.
2. Elettrochimica: conducibilità delle soluzioni acquose, pile e potenziali normali di semilelementi, uso dei
potenziali normali per la previsione di una reazione redox, equazione di Nerst, elettrolisi, leggi di Faraday,
sovratensione e potenziali di scarica.
3. Cenni di Chimica Inorganica: idrogeno ed elementi fino al terzo periodo del gruppo s e del blocco p
4. Esercizi:
- Solubilità e prodotto di solubilità (Definizione della costante del prodotto di solubilità. Relazione tra
solubilità dei sali ed il loro prodotto di solubilità per sali di differente stechiometria)
- Calcolo del pH di soluzione di acidi e basi, di sali e tampone. Reazioni acido-base.
- Elettrochimica (Calcolo dell'E° di una reazione redox e della relativa costante di equilibrio, calcolo delle
quantità ottenute agli elettrodi da elettrolisi di soluzioni saline e sali fusi)
5. Esperienze di Laboratorio: 1) Titolazioni di acidi monoprotici forti e daboli con indicatore e pH-metro
2) Solubilità dei sali (determinazione del prodotto di solubilità di un sale poco solubile e test di solubilità
degli alogenuri d'argento in ammoniaca)
3) Costruzione di una pila ed elettrolisi di soluzioni acquose
4) Titolazione permanganometrica di perossido di idrogeno e di un detersivo contenente percarbonato di
sodio
Tutti gli argomenti trattati sono considerati irrinunciabili per il superamento dell'esame.
TESTI
1. M.S. Siberberg, CHIMICA (La natura molecolare della materia e dele sue trasformazioni), Mc Graw Hill
2. R.H. Petrucci, W.S. Harwood, F.G. Herring, CHIMICA GENERALE (Principi e moderne applicazioni), Piccin
3. Kotz, Treichel, Townsend, CHIMICA, Edises
4. P Michelin Lausarot, G.A. Vaglio, STECHIOMETRIA, Piccin
Qualunque testo di Chimica Generale ed Inorganica e di Stechiometria ad uso universitario, tranne quelli
semplificati al massimo per Medicina ed Agraria, va bene.
Altri testi già in possesso degli studenti potranno essere utilizzati previa valutazione del docente.
Argomenti | Riferimenti testi | |
---|---|---|
1 | 1 1. Equilibri Ionici in soluzione acquosa | R.H. Petrucci, W.S. Harwood, F.G. Herring, CHIMICA GENERALE (Principi e moderne applicazioni), Piccin. Kotz, Treichel, Townsend, CHIMICA, Edises. P Michelin Lausarot, G.A. Vaglio, STECHIOMETRIA, Piccin |
2 | 2. Elettrochimica | M.S. Siberberg, CHIMICA (La natura molecolare della materia e dele sue trasformazioni), Mc Graw Hill. Kotz, Treichel, Townsend, CHIMICA, Edises |
3 | 3. Cenni di Chimica Inorganica | R.H. Petrucci, W.S. Harwood, F.G. Herring, CHIMICA GENERALE (Principi e moderne applicazioni), Piccin |
4 | 4. Esercizi | P Michelin Lausarot, G.A. Vaglio, STECHIOMETRIA, Piccin |
La prova d'esame consiste in una prova scritta, con un tempo massimo di 3 ore (il giorno segnato nel calendario ufficiale coincide col giorno della prova scritta). La prova scritta consiste nella proposizione di una serie di problemi analoghi a quelli affrontati in aula durante il semestre. La prova orale si svolgerà su indicazione del docente qualche giorno dopo (verrà indicata la data ed il luogo) e consisterà nella valutazione dell'esperienze di laboratorio (che se insufficiente non permetterà di sostenere la parte successiva dell'esame) e delle tematiche affrontate durante le lezioni frontali. Nella valutazione finale si prenderà in considerazione anche la qualità delle relazioni di laboratorio, presentate in sede di prova scritta.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
Il docente durante il corso affronta tutta una serie di tipologie di problemi che considera importanti per la crescita culturale del chimico in formazione e che saranno oggetto del compito scritto, così come
proporrà tutta una serie di esperienze da seguire in laboratoiro. Tutti gli argomenti dell'insegnamento possono essere oggetto di domanda all'esame. Si ricorda che l'esame prevede anche di poter essere interrogati sulle esperienze fatte in laboratorio, quindi si raccomanda vivamente di riconsiderarle a fondo.