PROGRAMMA di CHIMICA Corsi di laurea in Ingegneria Civile

PROGRAMMA di CHIMICA
Corsi di laurea in Ingegneria Civile-Ambientale
A. A. 2011/2012
Docente: prof. R. Pietropaolo
Obiettivi e finalità del corso:
Il corso mira a fornire allo studente le conoscenze di base sui processi chimico - fisici , sulla
struttura e le trasformazioni della materia.
L'ATOMO - IL LEGAME CHIMICO - LE REAZIONI CHIMICHE (1 credito)
Origine della teoria atomica. Esperienza di Rutherford. Massa atomica. Mole e peso
atomico. L'elettrone. La teoria quantistica. La meccanica ondulatoria. I numeri quantici. Le
strutture elettroniche degli atomi e classificazione periodica degli elementi.
Formule di Lewis. Potenziale di ionizzazione. Affinità elettronica. Elettronegatività. Legami
chimici: covalente, ionico. Risonanza. Orbitali delocalizzati. Orbitali ibridi. Forze
intermolecolari. Legame idrogeno. Legame metallico.
Valenza. Numero d'ossidazione. Nomenclatura dei composti chimici. Reazioni chimiche.
Reazioni redox. Relazioni ponderali nelle reazioni chimiche. Peso equivalente.
STATI DELLA MATERIA - SOLUZIONI (1 credito)
Stato gassoso. Leggi dello stato gassoso. Equazione generale dei gas ideali. Teoria cinetica
dei gas. I gas reali. Equazione di Van der Waals. Temperatura critica. Diagramma di
Andrews. Stato liquido. Processo di evaporazione. Tensione di vapore. Stato solido. Solidi
ionici, covalenti, molecolari. Metalli. Semiconduttori. Cambiamenti di stato. Sistemi
eterogenei ad un componente. Regola delle fasi. Diagramma di stato dell'acqua.
Concentrazione delle soluzioni. Soluzioni ideali. Legge di Raoult. Soluzioni non ideali.
Proprietà colligative. Soluzioni elettrolitiche. Conducibilità elettrolitica. Conducibilità
TERMODINAMICA (1 credito)
Il primo principio della termodinamica. Energia interna ed entalpia. Termochimica. Legge di
Hess. Il secondo principio della termodinamica. Conversione di calore in lavoro. Entropia.
Energia libera. Equazione di Clausius-Clayperon. Spontaneità delle reazioni chimiche. La
produzione di energia elettrica nelle centrali elettriche: consumo dei combustibili e calcolo
dell’inquinamento.
EQUILIBRIO CHIMICO (1 credito)
Legge dell'equilibrio chimico. Effetto della concentrazione, temperatura e pressione
sull'equilibrio. Equazione di Van't Hoff. Equilibri in fase gas. Equilibri eterogenei. Equilibri
in soluzione. Prodotto ionico dell'acqua. Acidi e basi. pH. Calcolo del pH. Soluzioni
tampone. Indicatori. Idrolisi. Prodotto di solubilità.
CINETICA CHIMICA – ELETTROCHIMICA (1 credito)
Velocità di reazione. Variabili che influenzano la velocità di reazione. Energia di
attivazione. Processi catalitici e fotochimici.
Pile. Elettrodi. Elettrodi di riferimento. Equazione di Nernst. Misura della f.e.m. di una pila.
Elettrolisi. Leggi di Faraday. Corrosione dei metalli. Accumulatori.
ELEMENTI DI CHIMICA INORGANICA (2 crediti)
Idrogeno. Industria dell’idrogeno. Metalli del I° e II° gruppo. Alluminio. Industria
dell’allumino. Silicio. Struttura dei silicati. Vetri e cementi. Azoto. Industria
dell’ammoniaca e dell’acido nitrico. Ossigeno. Processi di ossidazione. Zolfo. Industria
dell’acido solforico. Metalli di transizione. Cromo. Manganese. Ferro. Acciai. Processi
metallurgici.
STRUTTURA E PROPRIETA’ DEI COMPOSTI ORGANICI - MATERIALI
POLIMERICI (2 crediti)
Idrocarburi. Nomenclatura degli idrocarburi. Alcani. Proprietà degli alcani. Alcheni.
Metodi di preparazione degli alcheni. Isomeria etilenica o geometrica. Reazioni di addizione
al dioppio legame. Regola di Markovnikov. Alchini. Dieni. Alcoli. Proprietà degli alcoli.
Alogenuri alchilici. Aldeidi e chetoni. Metodi di preparazione delle aldeidi e dei chetoni.
Reazioni dei composti carbonilici. Eteri. Acidi carbossilici. Cloruri degli acidi ed anidridi.
Stereoisomeria. Esteri. Grassi e saponi. Ammine. Ammidi. Amminoacidi. Idrocarburi
aromatici: reazioni di sostituzione elettrofila. Composti eterociclici.
Generalità. Processi di sintesi: reazioni di poliaddizione, polimerizzazione stereospecifica e
di policondensazione. Claasificazione dei materiali polimerici sulla base delle loro proprietà.
TESTI CONSIGLIATI
1. P. Finocchiaro, R. Pietropaolo “LEZIONI DI CHIMICA”
Edizioni Spiegel.
2. A. Clerici, S: Morocchi “ESERCITAZIONI DI CHIMICA”
Edizione Spiegel.
3. P. Silvestroni “FONDAMENTI DI CHIMICA”
Editrice Universitaria Felici, Pisa.
MODALITÀ D’ESAME
L’esame prevede una prova scritta ed una orale.
ORGANIZZAZIONE IN CREDITI
Il corso consiste di nove crediti.