ISTITUTO TECNICO STATALE “LUIGI STURZO”
Castellammare di Stabia - NA
Anno scolastico 2012-13
Dipartimento Scientifico-Tecnologico
“CHIMICA, FISICA, SCIENZE E TECNOLOGIE APPLICATE”
Settore Tecnologico
Indirizzo: “Chimica, Materiali e Biotecnologie”
Schede competenze-abilità
2
Prima classe
“Scienze integrate: Chimica”
Contenuti
Competenze
Abilità
Il metodo sperimentale
Misure e grandezze
Il Sistema Internazionale
Grandezze fondamentali e
derivate
- Grandezze intensive ed estensive
- Gli strumenti di misura
- Misure precise ed accurate
- Conoscere le grandezze
fondamentali
- Conoscere gli strumenti per
la misurazione di alcune
grandezze fondamentali e
derivate
- Saper esprimere le misure nel S.I.
ed effettuare conversioni
- Saper misurare alcune grandezze
fondamentali e derivate con
l’ausilio di adeguati strumenti di
misura
-
-
Gli stati fisici della materia
Sistemi omogenei ed eterogenei
Sostanze pure e miscugli
I passaggi di stato
I principali metodi di separazione
di miscugli e sostanze
Le trasformazioni fisiche e
chimiche
Elementi e composti
Le leggi ponderali
La teoria atomica di Dalton
- La massa atomica e la massa
molecolare
- La mole
- Il numero di Avogadro
- Conoscere gli stati fisici della
materia
- Conoscere le principali
tecniche di separazione di un
miscuglio
- Conoscere il concetto di
sostanza pura, di elemento e di
composto
- Conoscere ed enunciare le
leggi ponderali
- Conoscere la teoria atomica di
Dalton
- Conoscere il concetto di
atomo, molecola e ione
- Conoscere il concetto di massa
atomica relativa e massa
molecolare relativa
- Conoscere e definire la mole
- Conoscere e definire il numero
di Avogadro
- Le particelle fondamentali
dell’atomo
- I modelli atomici di Thomson e
Rutherford
- Il numero atomico, il numero di
massa, gli isotopi
- L’atomo di Bohr
- Il modello atomico ad orbitali
- I numeri quantici
- Le configurazioni elettroniche
degli elementi
- Conoscere le principali
caratteristiche delle particelle
subatomiche
- Definire il concetto di numero
atomico, numero di massa,
isotopo
- Conoscere il modello atomico
ad orbitali
- La tavola periodica
- La classificazione degli elementi
- Le proprietà periodiche
- Conoscere la classificazione
degli elementi
- Definire le proprietà
periodiche più importanti
Il legame chimico
La teoria dell’ottetto
Il legame covalente
Il legame ionico
Il legame metallico
Molecole polari e non polari, le
- Conoscere i principali legami
chimici
- Definire il concetto di
elettronegatività
- Conoscere la regola
dell’ottetto
-
Dipartimento Scientifico- Tecnologico - a.s. 2012-13
- Saper distinguere gli stati di
aggregazione della materia
- Saper distinguere un elemento da
un composto
- Saper distinguere le trasformazioni
fisiche dalle trasformazioni
chimiche
- Saper applicare le leggi ponderali
- Saper applicare il concetto di
massa atomica relativa e massa
molecolare relativa
- Saper spiegare la differenza tra
atomo, molecola, ione
- Saper calcolare il numero di moli
corrispondenti ad una data massa
di sostanza e viceversa
- Saper utilizzare le relazioni
esistenti tra elettroni, protoni e
neutroni
- Saper rappresentare le
configurazioni elettroniche degli
elementi
- Saper usare la tavola periodica per
prevedere l’andamento delle
proprietà periodiche più importanti
- Saper spiegare le differenze tra
metalli, non metalli e semimetalli
- Saper descrivere le caratteristiche
dei vari legami
- Saper prevedere il tipo di legame
tra gli atomi di una sostanza
- Saper applicare la notazione di
Lewis per rappresentare semplici
“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
3
forze intermolecolari
- La valenza e il numero di
ossidazione
- La nomenclatura chimica
- La nomenclatura dei composti
binari e ternari
- Conoscere le regole per
attribuire il numero di
ossidazione agli elementi di un
composto
- Classificare le principali classi
di composti inorganici
- Equazione e bilanciamento di una
reazione chimica
- Classificazione delle reazioni
chimiche
- Calcoli stechiometrici nelle
equazioni chimiche
- Il reagente limitante
- La resa percentuale
- Conoscere la simbologia
utilizzata per scrivere una
reazione chimica
- Conoscere i diversi tipi di
reazioni chimiche
- Conoscere i rapporti
stechiometrici
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-
molecole
Saper attribuire il numero di
ossidazione ad un elemento in un
composto
Saper scrivere la formula di un
composto
Saper assegnare il nome ad un
composto
Saper rappresentare una reazione
mediante simboli
Saper bilanciare una reazione
chimica
Saper determinare i rapporti
stechiometrici
Saper eseguire i calcoli
stechiometrici
“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
4
Prima classe
“Scienze integrate: Fisica”
Contenuti
Competenze
Abilità
Stabilire le grandezze caratteristiche di una
misura e saper progettare semplici
investigazioni.
Eseguire semplici misure dirette e indirette –
Distinguere le grandezze estensive dalle
grandezze intensive - Acquisire il concetto di
grandezza e il significato della sua misura.
Le forze: misure ed
effetti – Forze ed
equilibrio meccanico
– Forza e pressione.
Analizzare situazioni di equilibrio statico
individuando forze e momenti applicati.
Saper progettare semplici dimostrazioni dei
principi teorici in esame.
Acquisire il concetto di forza come grandezza
fisica. Conoscere i vari tipi di forze esistenti in
natura. Individuare gli strumenti matematici per
comporre le forze, utilizzarli per comprendere
l’equilibrio. Comprendere l’equilibrio tre forze
agenti su un punto e l’equilibrio tra coppie di
forze. Comprenderne le differenze. Studiare le
macchine semplici (le leve). Comprendere le
forze agenti nei fluidi e l’equilibrio nei fluidi.
Studiare il principio di Archimede e le sue
applicazioni.
Lavoro, Potenza ed
Energia – Tipi di
Energia –
Conservazione
dell’energia totale di
un sistema.
Analizzare situazioni di equilibrio
attraverso il bilancio energetico nei sistemi.
Riconoscere l’energia cinetica e
differenziarla dalla potenziale.
Conoscenza delle modalità con cui si studia il
movimento dei corpi. Acquisizione del concetto
di traiettoria e di legge oraria. Conoscenza e
studio della velocità e dell’accelerazione.
Studio dei vari tipi di moto e differenze tra essi.
Impulso e Quantità
di moto –
Conservazione della
quantità di moto.
Analizzare situazioni di bilancio nei sistemi
in movimento. Riconoscere la quantità di
moto.
Conoscere l’impulso e la quantità di moto.
Utilizzarli nella conservazione della quantità di
moto in un urto tra corpi.
Grandezze fisiche Misura di lunghezze,
superfici, volumi.
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“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
5
Seconda classe
“Scienze e tecnologie applicate”
Contenuti
Grandezze fisiche e loro
unità di misura
Teoria di Krönig sul calore
Scale termometriche
Stati di aggregazione della
materia
Grandezze fisiche che
dipendono dal calore:
dilatazione termica lineare e
cubica
Ritiro
Trasmissione del calore
Prove meccaniche e
tecnologiche delle diverse
proprietà dei materiali
I materiali
Proprietà dei materiali
Ferro e sue leghe
La ghisa e l’acciaio
Trattamenti termici delle
leghe di ferro
Materiali metallici non
ferrosi
Legno
Resine plastiche
Gomme
Materiali compositi
Le dimensioni degli atomi
La densità
La concentrazione
Attività e coefficienti di
attività
Calcolo del coefficiente di
attività mediante la DebyeHückel
La chimica applicata
L’analisi qualitativa e
quantitativa
Le tecniche strumentali
Le produzioni industriali
I metalli
I non metalli
Il silicio
La chimica organica
Competenze
Abilità
Recupero prerequisiti
Saper applicare le unità di misura del
S.I.
Classificare i materiali come sostanze
pure e miscugli
Saper distinguere il calore dalla
temperatura
Classificare i materiali in base al loro
stato fisico
Descrivere i passaggi di stato delle
sostanze pure e disegnare le curve di
riscaldamento e di raffreddamento
Saper calcolare e usare tabelle per la
dilatazione termica lineare e cubica
Uso dell’equazione lineare di Fourier e
Newton
Saper risolvere esercizi usando il calore
specifico dei materiali e il coefficiente
di conducibilità termica
Classificazione dei materiali
Proprietà dei materiali
Proprietà meccaniche e tecnologiche
La fasi fondamentali del processo
siderurgico
I principali materiali nel campo
generale
I principali materiali utilizzati nel
campo dell’elettrotecnica,
dell’elettronica e dell’edilizia
Saper determinare come i materiali
reagiscono quando delle forze esterne
vengono applicate su di loro
Descrivere le caratteristiche chimiche e
tecnologiche dei principali materiali
Descrivere le fasi del processo
siderurgico
Riconoscere i principali trattamenti
termici e i loro effetti
Saper individuare i vari tipi di materiali
nei diversi campi della tecnologia
Utilizzare le unità di misura relative
degli atomi
Unità di misura di massa e volume degli
Individuare il metodo più idoneo alla
atomi e delle molecole
determinazione della densità di un
Conoscenza delle varie grandezze che
campione
determinano la concentrazione delle
Riconoscere i metodi utilizzati per
soluzioni
esprimere la concentrazione di una
soluzione
Riconoscere le qualità delle diverse
I campi d’indagine della chimica
metodiche di analisi
applicata
Individuare i pregi e i difetti dell’analisi
Le qualità della chimica analitica
tradizionale e strumentale
Le tecniche di estrazione e purificazione Descrivere le tecniche impiegate nella
dei metalli
produzione dei metalli e non metalli
Utilizzo industriale dei principali
Individuare in quali settori
metalli e non metalli
dell’industria sono utilizzate le sostanze
Proprietà elettriche del silicio
elementari
Finalità della chimica organica
Descrivere le principali famiglie di
composti organici industriali
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“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
6
Elementi di infortunistica
Primo soccorso e pronto
soccorso
La legislazione
antinfortunistica
Sicurezza nell’attività
lavorativa
Il rischio chimico
Elementi di salute e sicurezza
Definire l’infortunio
Nozioni di primo soccorso
La malattia professionale
La legislazione antinfortunistica
L’ergonomia
La segnaletica e i mezzi di protezione
Il rischio elettrico e il pericolo incendio
I principali sistemi in grado di fornire
energia chimica e nucleare
I principali processi di trasporto
Definizione dei vari tipi di
dell’energia elettrica
energia: solare, elettrica,
Il principio di Le Chatelier
chimica, nucleare
Le produzioni industriali dei composti
La sintesi dell’ammoniaca
che contengono azoto
I fertilizzanti e gli esplosivi
Gli effetti economici e sociali delle
Il petrolio e la petrolchimica
produzioni di NH3 e HNO3
I polimeri, i coloranti e i
Lo sviluppo delle sintesi chimiche
medicinali
Le frazioni del petrolio
economicamente significative
I principali polimeri e il loro utilizzo
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Saper analizzare le diverse fonti
energetiche
Descrivere il principio di Le Chatelier
Descrivere la sintesi dell’ammoniaca
Riconoscere le sostanze esplosive
Descrivere il processo di raffinazione
del petrolio
Distinguere tra polimeri naturali,
artificiali e sintetici
Descrivere le caratteristiche chimiche
dei coloranti e composti colorati
“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
7
Seconda classe
“Scienze integrate: Chimica”
Contenuti
Competenze
- I gas ideali e la teoria
cinetico-molecolare
- Le variabili di stato
- La legge di Boyle
- La legge Charles
- La legge di Gay-Lussac
- Lo stato standard e il volume
molare
- L’equazione di stato dei gas
perfetti
- La legge delle pressioni
parziali di Dalton
- Saper descrivere i gas mediante
la teoria cinetica-molecolare
- Conoscere le leggi dei gas
- Individuare le condizioni
standard di un gas
- Individuare e discutere le
relazioni tra i parametri che
descrivono lo stato fisico di un
gas
- Conoscere l’equazione generale
dei gas.
- Le proprietà delle soluzioni
- Elettroliti e non elettroliti
- Le unità di concentrazione
nelle soluzioni
- Solubilità, temperatura e
pressione
- Le reazioni che avvengono
in soluzione
- Le proprietà colligative delle
soluzioni
-
- L’energia nelle reazioni
chimiche
- Il primo principio della
termodinamica e l’entalpia
- La legge di Hess
- Il secondo principio della
termodinamica e l’entropia
- La spontaneità dei processi e
l’energia libera di Gibbs
- La velocità di reazione
- I fattori che influenzano la
velocità di reazione
- L’equilibrio chimico
- La costante di equilibrio
- Il principio di Le Chatelier
-
-
-
Abilità
- Saper interpretare le proprietà fisiche dei
gas mediante il modello cineticomolecolare.
- Saper descrivere l’effetto della
temperatura e del numero di particelle
sulla pressione e sul volume.
- Saper applicare le leggi dei gas nella
risoluzione dei problemi.
- Saper applicare l’equazione generale dei
gas
- Calcolare il volume molare di un gas in
condizioni definite di temperatura e
pressione
- Saper descrivere le principali proprietà di
una soluzione
- Saper distinguere il soluto dal solvente
Conoscere e definire il concetto
- Saper calcolare la concentrazione di una
di soluzione
soluzione
Individuare in una soluzione il
- Provare la solubilità di una sostanza in
soluto ed il solvente
acqua o in altri solventi.
Saper distinguere gli elettroliti in
- Preparare soluzioni di data concentrazione
forti e deboli
- Saper eseguire calcoli stechiometrici
Conoscere i diversi modi per
relativi
esprimere la concentrazione di
- alle soluzioni
una soluzione
- Descrivere le proprietà colligative delle
Conoscere le proprietà colligative
soluzioni.
- Saper preparare soluzioni a
concentrazione definita
- saper rappresentare graficamente una
Sapere che ogni reazione chimica
reazione esotermica ed una reazione
è accompagnata da scambi di
endotermica
energia
- Saper distinguere una reazione esotermica
conoscere il significato di
o endotermica conoscendo l’equazione di
reazione esotermica e reazione
reazione
endotermica
- Saper applicare il primo e il secondo
conoscere il significato di
principio della termodinamica
entalpia, entropia ed energia
- Calcolare le variazioni di entalpia, di
libera
entropia e di energia libera di una
Discutere la spontaneità di una
reazione chimica.
reazione chimica in funzione sia
- Prevedere l’evoluzione spontanea di una
della variazione di entalpia, sia
trasformazione, attraverso la variazione di
della variazione di entropia
entalpia, entropia ed energia libera.
Definire la velocità di reazione
- Saper descrivere la teoria delle collisioni.
conoscere il significato di energia
- Saper descrivere i fattori che influenzano
di attivazione
la velocità di reazione
Conoscere i fattori che
- Saper descrivere la funzione di un
influenzano la velocità di
catalizzatore
reazione
Conoscere il significato di
- Saper esprimere il significato di equilibrio
reazione reversibile e
chimico
irreversibile
- Saper scrivere la costante di equilibrio di
conoscere il significato di
una reazione
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“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
8
- L’equilibrio di solubilità
- Le teorie sugli acidi e sulle
basi
- La ionizzazione dell’acqua
- Il pH e la forza degli acidi e
delle basi
- Le reazioni acido-base
- Le soluzioni tampone
- L’ossidazione e la riduzione
- Bilanciamento delle reazioni
di ossidoriduzione
- Reazioni spontanee e celle
galvaniche
- Reazioni non spontanee e
celle elettrolitiche
equilibrio chimico
- Conoscere la definizione della
costante di equilibrio
- Conoscere il principio di Le
Châtelier
- Conoscere i principali fattori che
influenzano l’equilibrio chimico
- Conoscere il significato di
solubilità
- Conoscere gli equilibri di
solubilità e le relative costanti
- Calcolare la costante di equilibrio di una
reazione dai valori delle concentrazioni.
- Valutare il grado di completezza di una
reazione per mezzo della costante di
equilibrio.
- Utilizzare il principio di Le Châtelier per
predire l’effetto del cambiamento del
numero di moli, del volume o della
temperatura sulla posizione
dell’equilibrio.
- Saper calcolare la solubilità di un sale
conoscendone il prodotto di solubilità e
viceversa
- Saper risolvere problemi quantitativi
riguardanti la solubilità e le costanti di
equilibrio.
- Saper descrivere le differenze tra acidi e
basi
- Conoscere le caratteristiche
generali degli acidi e delle basi
- Saper ricavare il prodotto ionico
dell’acqua
- Conoscere le definizioni di acido
e di base secondo le teorie di
- Saper distinguere gli acidi e le basi forti
Arrhenius, Brønsted-Lowry,
dagli acidi e basi deboli.
Lewis
- Saper calcolare il pH di soluzioni di acidi
- Conoscere la forza di acidi e basi
e basi
- Conoscere il concetto di prodotto - Saper rappresentare una reazione acido –
ionico dell’acqua
base
- Conoscere il concetto e la scala di - Riconoscere le sostanze acide e basiche
pH delle soluzioni acquose
tramite gli indicatori.
- Conoscere il concetto di idrolisi
- Saper calcolare il pH di una soluzione
salina idrolizzata
- Conoscere gli indicatori acidobase
- Saper calcolare il pH di una soluzione
tampone data
- Conoscere la funzione di una
soluzione tampone
- Saper descrivere il comportamento dei
sali e dei tamponi nelle soluzioni acquose.
- Saper utilizzare il concetto di numero di
ossidazione
- Conoscere il concetto di
- Saper bilanciare una reazione di
ossidazione e riduzione
ossidoriduzione
- Saper riconoscere una reazione di
- Saper determinare le variazioni del
ossidoriduzione
numero di ossidazione per le sostanze che
- Individuare in una reazione di
partecipano a una reazione di
ossidoriduzione gli ossidanti e i
ossidoriduzione
riducenti
- Saper determinare i coefficienti che
consentono di bilanciare una reazione di
ossidoriduzione
- Saper schematizzare una pila
- Conoscere il meccanismo di
- Saper individuare l’anodo e il catodo in
funzionamento di una pila
base alla conoscenza dei potenziali redox
- Conoscere il significato dei
- Calcolare la forza elettromotrice di una
potenziali standard di riduzione
pila
- Conoscere il funzionamento di
- Saper descrivere il funzionamento della
una cella elettrochimica
pila Daniell
- Conoscere l’elettrolisi
- Saper descrivere una cella elettrolitica
- Conoscere le leggi di Faraday
- Saper applicare le leggi di Faraday ai
processi elettrolitici.
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“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
9
Seconda classe
“Scienze integrate: Fisica”
Contenuti
Lavoro, Potenza ed
Energia – Tipi di
Energia –
Conservazione
dell’energia totale di
un sistema..
Competenze
Abilità
Analizzare qualitativamente e
quantitativamente fenomeni legati
al binomio lavoro-energia.
Calcolare il lavoro mediante le
rispettive definizioni..
La definizione di lavoro, di potenza, di energia
cinetica.
Che
cos’è
l’energia
potenziale
gravitazionale ed elastica.
I principi di
conservazione.
Analizzare fenomeni fisici e
individuare grandezze
caratterizzanti come energia
meccanica, quantità di moto
momento angolare. Risolvere
problemi applicando alcuni principi
di conservazione.
Acquisire il concetto di Energia meccanica e sua
conservazione. Distinguere tra forze conservative e
forze non conservative. La definizione della quantità
di moto e di impulso. Enunciato del primo principio
di conservazione della quantità di moto.
Calore e
temperatura.
Descrivere i fenomeni legati alla
trasmissione del calore. Calcolare la
quantità di calore trasmessa o
assorbita da una distanza in alcuni
fenomeni termici.
La termodinamica.
Il Suono- La luce.
Fenomeni
elettrostatici
La corrente elettrica
continua
I circuiti elettrici.
Il campo magnetico.
Analizzare fenomeni in cui vi è un
interscambio fra lavoro e calore.
Applicare le leggi fella
termodinamica a trasformazioni
particolari.
Descrivere i fenomeni legati alla
propagazione delle onde, in
particolare di quelle sonore.
Applicare le leggi relative alla
propagazione di un’onda.
Descrivere alcuni fenomeni legati
alla propagazione della luce.
Disegnare l’immagine di una
sorgente luminosa e determinare le
dimensioni applicando le leggi
dell’ottica geometrica
Analizzare e descrivere fenomeni in
cui interagiscono cariche elettriche.
Determinare intensità direzione e
verso della forza elettrica e del
campo elettrico.
Realizzare circuiti elettrici con
collegamenti in serie e in parallelo.
Analizzare e descrivere fenomeni
magnetici. Risolvere semplici
problemi sul campo magnetico.
Dipartimento Scientifico- Tecnologico - a.s. 2012-13
Conoscere le scale termodinamiche. La legge della
dilatazione termica. Distinguere tra calore specifico
e capacità termica. La legge fondamentale della
termologia. Concetto di equilibrio termico. Stati
della materia e cambiamenti di stato. I meccanismi
della propagazione del calore.
Le grandezze che caratterizzano un gas. Leggi che
regolano le trasformazioni dei gas. Concetto di
macchina termica. Enunciato del secondo principio
della termodinamica.
Tipi di onde, conoscere le grandezze che
caratterizzano un’onda. Principio di
sovrapposizione.
Che cos’è l’effetto doppler. Le leggi della
riflessione su specchi piani e curvi. Leggi della
rifrazione della luce, angolo limite.
Differenza fra lenti convergenti e divergenti.
Le proprietà della forza elettrica fra due o più
cariche, definizione di campo elettrico. Conoscere
gli elementi caratteristici di un circuito elettrico e la
loro funzione. Definizione di potenziale elettrico.
Legge di Ohm. Differenza fra conduttori in serie e
in parallelo. F.e.m..
Che cos’è un campo magnetico e quali sono le
sorgenti del campo. Qual è l’effetto di un campo
magnetico sui conduttori percorsi da corrente
elettrica.
“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
10
Terza classe
“Chimica Analitica e Strumentale”
Contenuti
Teoria elementare
della misura ed
elaborazione dati
Composizione
percentuale e formula
chimica
Le soluzioni
Conoscenze
Misurazione e incertezza
Valutazione dell’incertezza di
una misurazione singola e di
una serie di misure sperimentali
Formula empirica e formula
molecolare
Percentuale formale di un
composto in una sostanza
Concentrazioni e conversioni
tra i diversi modi di esprimere
le concentrazioni
Diluizione e mescolamento di
soluzioni
Reazioni chimiche e
bilanciamento
Stechiometria e
quantità di reazione
Equazioni chimiche
Reagente imitante
Resa di reazione
Analisi gravimetrica
Tecnica dell’analisi
gravimetrica: precipitazione,
filtrazione, essiccamento
Errori nell’analisi gravimetrica
I processi di equilibrio
L’equilibrio termodinamico:
calore di reazione, entropia di
reazione, energia libera
Legge dell’equilibrio chimico,
quoziente di reazione
Il principio di Le Chatelier
Equilibri di solubilità
Tecnica dell’analisi
volumetrica: titolazioni di
precipitazione
Equilibri acido-base
Acidi e basi forti
Acidi e basi deboli
Il pH dei sali e dei sistemi
poliprotici
I sistemi tampone
Titolazioni acido-base
Composti di
coordinazione ed
equilibri simultanei
I composti di coordinazione
Formazione di complessi,
solubilità e pH
Precipitazioni frazionate
Titolazioni complesso metriche
Analisi qualitativa inorganica
Dipartimento Scientifico- Tecnologico - a.s. 2012-13
Abilità
Saper raccogliere e organizzare i dati
sperimentali Saper documentare i
risultati delle indagini sperimentali
Saper ricavare formule empiriche dalle
composizioni percentuali
Saper preparare soluzioni a
concentrazione nota e per diluizione di
prodotti commerciali
Saper bilanciare una reazione chimica
ed effettuare calcoli stechiometrici
Saper riconoscere il reagente limitante
rispetto alle quantità stechiometriche
Individuare e selezionare le
informazioni relative a tecniche e
processi chimici
Documentare le attività individuali e di
gruppo
Spiegare le proprietà dei sistemi
chimici all’equilibrio e risolvere
problemi quantitativi riguardanti la
solubilità e le costanti di equilibrio
Riconoscere le sostanze acide e basiche
e distinguere gli acidi e basi forti dagli
acidi e basi deboli
Descrivere il comportamento dei Sali e
dei tamponi nelle soluzione acquose e
risolvere problemi quantitativi
riguardanti queste sostanze
Comprendere qualitativamente i
fenomeni in gioco nella formazione di
complessi
Discutere situazioni di equilibri
simultanei tenendo conto del quoziente
e della costante di reazione
“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
11
Terza classe
“Chimica Organica e Biochimica”
Contenuti
Struttura e legami dei composti organici:
struttura elettronica degli atomi, legami
chimici, forma delle molecole ed angoli di
legame, orbitali ibridi, forze intermolecolari
Alcani e cicloalcani: isomeria di catena e
configurazionale, nomenclatura, proprietà
fisiche, proprietà chimiche, petrolio e processi
di raffineria.
Reazioni organiche:
reazioni polari, radicali che, pericicliche.
Acidi e basi
Reagenti nucleofili ed elettrofili
Effetto induttivo
Stabilità di carbocationi, carbanioni e radicali
liberi
Alcheni, alchini, dieni coniugati:
nomenclatura e stereoisomeria geometrica,
sintesi, proprietà fisiche, proprietà chimiche e
reattività, effetto di risonanza
Idrocarburi aromatici:
teoria della risonanza, benzene e areni ,sintesi
proprietà fisiche e chimiche, reazioni di
sostituzione elettrofila aromatica
Alogenuri alchilici: preparazioni, proprietà
fisiche, proprietà chimiche: reazioni di
sostituzione nucleofile reazione di
eliminazione
Preparazione dei reattivi di Grignard
Alcoli, fenoli ed eteri: nomenclatura,
preparazioni, proprietà fisiche e chimiche.
Tioli: caratteristiche fisiche e chimiche
Dipartimento Scientifico- Tecnologico - a.s. 2012-13
Abilità
Descrivere
la
struttura
elettronica
dell’atomo, spiegare la formazione dei
legami covalenti semplice doppio e triplo
anche mediante il concetto di ibridazione.
Conoscere le caratteristiche fondamentali
dell’atomo di carbonio, identificare le
differenti ibridizzazioni del carbonio.
Determinare i diversi tipi di isomeri
Scrivere le formule dei composti organici e
attribuire loro i nomi IUPAC
Giusti care le proprietà fisiche degli alcani e
descrivere le loro reazioni.
Classificare le reazioni organiche, definire
gli effetti elettronici dei vari gruppi,
individuare i fattori che influiscono sullo
svolgimento di una reazione
Descrivere le serie degli alcheni e degli
alchini in termini di formule generali,
formule di struttura e di nomenclatura
IUPAC
Descrivere le principali reazioni degli
idrocarburi
Spiegare la struttura del benzene in termini
di orbitali, denominare gli idrocarburi
aromatici secondo le regole IUPAC,
interpretare la reattività degli areni e
descrivere il meccanismo della sostituzione
elettrofila, spiegare gli effetti di attivazione e
orientazione dei principali sostituenti .
Analizzare i meccanismi di reazione di
sostituzione e di eliminazione, saper
prevedere la prevalenza tra le SN e le E
Attribuire il nome IUPAC a un composto,
analizzare il comportamento anfotero degli
alcoli e il comportamento acido dei fenoli.
“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
12
Terza classe
“Fisica Ambientale”
Contenuti
Grandezze fisiche di
termodinamica, energia,
potenza, lavoro, macchine
termiche.
Grandezze fisiche
nell’ambito elettrostatico,
magnetismo, applicate all’
energia e potenza. Energia
onde elettromagnetiche e
luce.
Grandezze fisiche di
fluidodinamica, potenza,
lavoro. Energia idroelettrica.
Energia Eolica.
Competenze
Abilità
Individuare le grandezze termodinamiche
e saperle opportunamente utilizzare nel
contesto tecnologico.
Individuare le grandezze elettromagnetiche
e saperle opportunamente utilizzare nel
contesto tecnologico.
Individuare le grandezze fisiche utili e
saperle opportunamente utilizzare nel
contesto tecnologico.
Dipartimento Scientifico- Tecnologico - a.s. 2012-13
Applicare il concetto di energia, potenza
e lavoro nelle macchine termiche.
Studiare la trasmissione del calore nelle
macchine termiche utilizzate nelle
biotecnologie ambientali.
Utilizzare il concetto di etichettatura
energetica per favorire il risparmio
energetico.
Applicare i concetti di energia elettrica,
potenza elettrica alla trasformazione di
esse in lavoro meccanico. Analizzare la
radiazione solare e l’energia solare, in
connessione con il funzionamento dei
pannelli solari e delle celle fotovoltaiche.
Applicare i concetti di energia, potenza e
lavoro meccanico per i fluidi.
Distinguere le diverse tipologie di
impianti idroelettrici, analizzando il loro
funzionamento e il loro l’impatto
ambientale.
Distinguere le diverse tipologie di
impianti eolici, analizzando il loro
funzionamento e il loro l’impatto
ambientale.
Utilizzare il concetto di etichettatura
energetica per favorire il risparmio
energetico.
Individuare le tipologie di biomasse ed i
metodi per utilizzare tali fonti
energetiche.
“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
13
Quarta classe
“Chimica Organica e Analitica”
Contenuti
Legame chimico e isomeria.
La disposizione degli elettroni negli atomi, il
legame ionico e il legame covalente, il carbonio
e il legame covalente, legami semplici e legami
multipli, l’isomeria, formule di struttura, la
risonanza, legami Ϭ e π, orbitali ibridi del
carbonio, configurazione tetraedrica, trigonale e
lineare del carbonio, classificazione in base alla
struttura ed ai gruppi funzionali.
Idrocarburi.
Alcani e cicloalcani; isomeria conformazionale,
struttura, nomenclatura IUPAC, fonti, proprietà
fisiche. Isomeria cis- trans nei cicloalcani,
meccanismo radicalico a catena
dell’alogenazione.
Alcheni e alchini; nomenclatura, isomeria cistrans negli alcheni, reazioni di addizione,
ossidazione degli alcheni, acidità degli alchini.
Composti aromatici;
benzene: struttura e risonanza. Nomenclatura, la
sostituzione elettrofila aromatica, sostituenti
attivanti e disattivanti l’anello, idrocarburi
aromatici policiclici.
La stereoisomeria.
Chiralità ed enantiomeri, convenzione R-S ed EZ, luce polarizzata ed attività ottica, proiezioni di
Fischer, diastereomeri, risoluzione dei racemi.
Composti alogenati.
Sostituzione nucleofila, meccanismi SN1 e SN2.
Reazioni di eliminazione, meccanismi E1 e E2.
Alcoli, fenoli e tioli.
Classificazione, nomenclatura, acidità, reazioni
caratteristiche, preparazione degli alogenuri
alchilici. I tioli come analoghi solforati degli
alcoli e dei fenoli.
Eteri:
nomenclatura, proprietà fisiche e chimiche,
preparazione, reattivi di Grignard.
Aldeidi e chetoni.
Nomenclatura, preparazione, addizione
nucleofila al carbonile, ossidazione e riduzione
del carbonile, tautomeria cheto-enolica,
condensazione aldolica.
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Abilità
Recupero prerequisiti: descrivere la natura
delle particelle elementari che compongono
l’atomo. Spiegare la struttura elettronica a
livelli di energia dell’atomo.
Precisare le proprietà più rilevanti
dell’atomo di carbonio. Specificare i diversi
modi in cui si possono rappresentare le
formule dei composti organici. Esaminare i
vari tipi di isomeria di struttura. Precisare il
significato di gruppo funzionale.
Analizzare le modalità di classificazione dei
composti organici.
Attribuire il nome IUPAC ad un composto.
Rappresentare la formula razionale di un
composto. Giustificare le proprietà fisiche.
Giustificare l’acidità degli alchini.
Esaminare la struttura del benzene.
Analizzare i meccanismi delle reazioni di
alogenazione, di addizione, di idratazione e
di sostituzione elettrofila.
Esaminare i vari tipi di stereoisomeria.
Analizzare i meccanismi di reazione di
sostituzione nucleofila e di eliminazione.
Attribuire il nome IUPAC ad un composto.
Analizzare il comportamento anfotero degli
alcoli, la reazione di scissione degli eteri e il
comportamento acido dei fenoli.
Attribuire il nome IUPAC ad un composto.
Analizzare le reazioni di addizione
nucleofila, riduzione e ossidazione.
Descrivere il fenomeno della tautomeria
cheto-enolica.
“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
14
Gli acidi carbossilici e i loro derivati.
Nomenclatura, proprietà fisiche e chimiche,
preparazione. Gli esteri, esterificazione,
saponificazione, ammidi.
Ammine.
Classificazione, nomenclatura, proprietà fisiche,
basicità, coloranti azoici.
Composti eterociclici di interesse biologico. I
polimeri sintetici e meccanismi di
polimerizzazione.
Lipidi: grassi e fosfolipidi. Idrogenazione e
saponificazione.
Carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi,
polisaccaridi. Chiralità nei monosaccaridi,
mutarotazione. Reazioni caratteristiche.
Amminoacidi e proteine.
Proprietà acido-base, reazioni. Struttura delle
proteine.
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Attribuire il nome IUPAC ad un composto.
Spiegare l’effetto induttivo dei sostituenti,
analizzare le reazioni di sintesi dei derivati
degli acidi.
Spiegare la basicità delle ammine.
Saper classificare i polimeri e saper
descrivere i principali meccanismi di
polimerizzazione.
Rappresentare la reazione di idrolisi
alcalina dei trigliceridi. Saper interpretare le
proiezioni di Fischer e giustificare il
comportamento riducente dei mono e
disaccaridi.
Giustificare il comportamento anfotero
delle proteine ed analizzarne i livelli di
organizzazione
“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
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Quarta classe
“Fisica”
Contenuti
Calore e
temperatura.
La termodinamica.
Fenomeni
elettrostatici
La corrente elettrica
continua
I circuiti elettrici.
Competenze
Descrivere i fenomeni legati alla
trasmissione del calore. Calcolare la
quantità di calore trasmessa o assorbita
da una distanza in alcuni fenomeni
termici.
Analizzare fenomeni in cui vi è un
interscambio fra lavoro e calore.
Applicare le leggi fella termodinamica
a trasformazioni particolari.
Analizzare e descrivere fenomeni in
cui interagiscono cariche elettriche.
Determinare intensità direzione e
verso della forza elettrica e del campo
elettrico.
Realizzare circuiti elettrici con
collegamenti in serie e in parallelo.
Abilità
Conoscere le scale termodinamiche. La legge
della dilatazione termica. Distinguere tra calore
specifico e capacità termica. La legge
fondamentale della termologia. Concetto di
equilibrio termico. Stati della materia e
cambiamenti di stato. I meccanismi della
propagazione del calore.
Le grandezze che caratterizzano un gas. Leggi
che regolano le trasformazioni dei gas. Concetto
di macchina termica. Enunciato del secondo
principio della termodinamica.
Le proprietà della forza elettrica fra due o più
cariche, definizione di campo elettrico.
Conoscere gli elementi caratteristici di un
circuito elettrico e la loro funzione. Definizione
di potenziale elettrico. Legge di Ohm. Differenza
fra conduttori in serie e in parallelo. F.e.m..
Il campo magnetico.
Analizzare e descrivere fenomeni
magnetici. Risolvere semplici
problemi sul campo magnetico.
Che cos’è un campo magnetico e quali sono le
sorgenti del campo. Qual è l’effetto di un campo
magnetico sui conduttori percorsi da corrente
elettrica.
Il Suono- La luce.
Descrivere i fenomeni legati alla
propagazione delle onde, in particolare
di quelle sonore.
Applicare le leggi relative alla
propagazione di un’onda. Descrivere
alcuni fenomeni legati alla
propagazione della luce.
Disegnare l’immagine di una sorgente
luminosa e determinare le dimensioni
applicando le leggi dell’ottica
geometrica
Tipi di onde, conoscere le grandezze che
caratterizzano un’onda. Principio di
sovrapposizione.
Che cos’è l’effetto doppler. Le leggi della
riflessione su specchi piani e curvi. Leggi della
rifrazione della luce, angolo limite.
Differenza fra lenti convergenti e divergenti.
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“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
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Quinta classe
“Chimica Strumentale”
Contenuti
Premesse
Elettrochimica
Conoscenze
Principi generali. Riepilogo sulla misura
(errore, cifre significative, precisione e
accuratezza). Riepilogo sui fenomeni
ossido riduttivi.
Potenziometria
Elettrodi e potenziale di elettrodo.
Legge di Nernst. Celle galvaniche o
pile. Elettrodi di riferimento. Elettrodi
per la misura del pH (elettrodo a
vetro). Elettrodi per la misura del
potenziale redox. Misura del potenziale
redox. Misura della concentrazione.
Metodi Elettrolitici
Elettrolisi. La sovratensione.
Conduttometria. Elettrogravimetria.
Introduzione ai
metodi ottici.
Energia interna, legame chimico.
Radiazioni elettromagnetiche. Interazioni
fra radiazioni e materia. Tecniche ottiche
di analisi. Spettroscopia.
Spettrofotometria
UV/Visibile
Assorbimento nell’UV/visibile. Legge
dell’assorbimento. Sorgenti.
Monocromatori. Rivelatori e lettura.
Analisi qualitativa e quantitativa.
Spettrofotometria
IR
Assorbimento nell’IR. Spettrofotometri.
Analisi qualitativa e quantitativa.
Metodi
cromatografici
Principi generali della separazione
cromatografica. Dinamica elementare
della separazione cromatografica.
Meccanismi chimico-fisici della
separazione cromatografica. Tecniche
cromatografiche.
Interpretazioni dei fenomeni
cromatografici. Conoscere i
principali metodi cromatografici.
Cromatografia su
strato sottile
Principi e applicazioni. Materiali di
sostegno. Fase stazionaria. Fase mobile.
Tecnica operativa.
Saper descrivere la strumentazione.
Saper effettuare semplici analisi
qualitative e quantitative.
Cromatografia su
colonna
Principi e applicazioni. Meccanismi di
azione. Cromatografia di scambio ionico.
Saper descrivere la strumentazione.
Saper effettuare semplici analisi
qualitative e quantitative.
Metodi Ottici
Cromatografia
Abilità
Saper attribuire il numero di
ossidazione. Saper individuare se la
sostanza si ossida o si riduce. Saper
utilizzare i potenziali standard.
Saper utilizzare la legge di
Nernst. Saper costruire una cella
galvanica. Saper individuare il
catodo e l'anodo e calcolare la
f.e.m. di una cella galvanica.
Sapere che esistono elettrodi
indicatori e quale è il loro utilizzo.
Saper utilizzare il pH-metro.
Saper eseguire una titolazione
potenziometrica
Interpretazione dei fenomeni
elettrolitici. Titolazioni conduttometri
che. Determinazione
elettrogravimetria.
Saper interpretare lo spettro
elettromagnetico. Sapere che
esistono vari contributi alla energia
interna degli atomi e molecole e che
l’energia è quantizzata. Saper
interpretare fenomeni di
assorbimento e di emissione.
Conoscere i principali metodi
spettrofotometrici.
Saper interpretare le leggi
sull’assorbimento. Conoscere il
funzionamento della strumentazione
UV/visibile. Saper effettuare la
scelta della lunghezza d’onda e saper
effettuare analisi quantitative
Saper interpretare gli spettri IR.
Saper effettuare una analisi
qualitativa o quantitativa.
Dipartimento Scientifico- Tecnologico - a.s. 2012-13
“Chimica, Materiali e Biotecnologie”
