Programma di Chimica generale e inorganica con elementi di

Programma di
Chimica generale con elementi di organica
Obiettivi formativi
Fornire informazioni chimiche fondamentali per lo studio dello stato solido, liquido e gassoso della
materia, indispensabili per una sufficiente conoscenza geologica.
Chiarire e dare sufficienti conoscenze sul comportamento degli elementi chimici principali e dei
loro composti, anche attraverso lo studio dell’atomo e del legame chimico.
Completare la formazione di un bagaglio di conoscenze chimiche necessarie per le necessità di un
geologo sia in relazione all’attività professionale, che a quella di controllo e di ricerca, con la
nomenclatura e la reattività dei principali composti organici.
Programma
Oggetto della chimica; proprietà chimiche e fisiche; grandezze fondamentali e unità di misura;
multipli e sottomultipli; fattori di conversione; elementi, composti e miscele.
Struttura dell’atomo; simboli degli elementi; numero atomico e di massa; isotopi; tavola periodica;
metalli, nonmetalli e semimetalli; numero atomico, numero di elettroni e stabilità dell’atomo: regola
dell’ottetto; formazione degli ioni. Formula dei composti ionici.
Peso atomico, peso molecolare; mole; conversione grammi-mole; percentuale in peso;
determinazione della formula minima .
Reazioni chimiche; formalismo e bilanciamento; lettura; rapporti stechiometrici; reagente limitante.
Reazioni in forma ionica. Reazioni di ossido-riduzione; regole per la determinazione del numero di
ossidazione; bilanciamento: metodo diretto e metodo indiretto.
Cenni alla termicità di una reazione.
Nomenclatura dei composti inorganici.
Soluzioni liquide; composizione delle soluzioni: concentrazione; modi di esprimere la
concentrazione: molarità, molalità, percento in peso e in volume, frazione molare. Diluizioni.
Tavola periodica in relazione alle dimensione degli atomi e degli ioni. Energia di ionizzazione.
Affinità elettronica.
Tavola periodica in relazione alle proprietà chimiche periodiche degli elementi: caratteristiche dei
singoli gruppi e variazioni delle loro proprietà lungo i periodi.
Legame covalente; elettronegatività; polarità del legame; legami doppi e tripli; lunghezza e forza di
legame; formalismo di Lewis. Geometria molecolare; polarità delle molecole.
Stato gassoso; definizione e misura del volume, pressione e temperatura; equazione di stato dei gas
ideali.
Stati di aggregazione. Passaggi di stato: punti di fusione e di ebollizione. Forze intermolecolari e
legame a idrogeno.
Proprietà colligative. Stato liquido; tensione di vapore; equilibrio fisico; diagramma di stato
dell’acqua e proprietà anomale. Solubilizzazione delle sostanze. Solubilità e regole di solubilità.
Cinetica chimica: definizione di velocità di reazione; fattori che influenzano la velocità di reazione:
concentrazione dei reagenti e legge cinetica (costante cinetica); temperatura (distribuzione di
Maxwell-Boltzman); orientamento (fattore di frequenza); catalizzatori. Reazioni del primo ordine:
tempo di dimezzamento.
Reazioni complete e di equilibrio. Velocità di reazione ed equilibrio chimico. Costante di
equilibrio. Fattori che possono influenzare l’equilibrio: principio di Le Chatelier. Reazioni che
coinvolgono liquidi e solidi puri. Costante in funzione delle concentrazioni e delle pressioni
parziali.
Acidi e basi secondo Bronsted. Sostanze anfotere: ruolo dell’acqua. Autodissociazione
dell’acqua. Kw. pH. POH. Ka . Forza degli acidi e delle basi.
Semplici calcoli stechiometrici sugli equilibri in fase liquida e in fase gassosa.
Miscele di acidi e basi. Idrolisi dei sali. Titolazioni acido-base.
Equilibri eterogenei. Equilibri di solubilità. Prodotto di solubilità. Calcolo della solubilità.
Elettrochimica: elettrodo; potenziale elettrodico; cella galvanica; f.e.m.; elettrodo a idrogeno;
potenziali standard; f.e.m. in condizioni standard e non ( relazione di Nernst).
Cella di elettrolisi : elettrolisi del cloruro di sodio , dell’acqua, dell’allumina, della fluorite.
Leggi di Faraday.
Termodinamica chimica: criteri per stabilire la spontaneità di una reazione chimica.
Classi di composti organici e loro nomenclatura. Origine degli idrocarburi: petrolio.