Anno Accademico 2016/2017
FACOLTA' INGEGNERIA CIVILE e INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA INGEGNERIA CHIMICA
PROGRAMMA CHIMICA
(9CFU)
Prof.ssa Maria Grazia Bonicelli
CHIMICA GENERALE
NATURA DELLA MATERIA
Stati di aggregazione. Sistemi omogenei ed eterogenei. Fasi e loro separazioni. Elementi e composti chimici. Atomi,
ioni, molecole, unità di formule. Protoni, elettroni, neutroni. Numero atomico e di massa. Isotopi. Massa atomica,
molecolare, formale. Numero di Avogadro. Mole e massa molare. Leggi fondamentali. Grandezze intensive ed
estensive. Equazioni chimiche, coefficienti stechiometrici; calcoli stechiometrici fondamentali.
STATO GASSOSO
Gas ideale. Legge di Boltzmann. Equazioni di Boyle, di Charles, di Gay Lussac, Avogadro. Equazione di stato del gas
ideale. Relazione fra energia cinetica e temperatura. Pressioni parziali. Stato critico.
ATOMO
Il nucleo. Quantizzazione dell’atomo H secondo Bohr. Completamenti della quantizzazione di Bohr. I numeri quantici.
Principio di esclusione. Cenni sul modello ondulatorio dell’atomo e confronto fra la teoria quantistica e ondulatoria.
Forme degli orbitali s, p, d, orbitali degeneri. Scala di energia degli orbitali. Principio della massima molteplicità.
Costruzione ideale di atomi (aufbau).
IL SISTEMA PERIODICO
Gruppi e periodi. Energia di ionizzazione, affinità elettronica, carica nucleare effettiva e loro periodicità. Tabella
periodica di Bohr. Proprietà generali di un elemento in base alla sua posizione nel sistema periodico. .
LEGAMI CHIMICI
Energia di legame. Regola dell’ottetto. Legame ionico. Legami atomici: omeopolare, covalente, dativo.
Elettronegatività. Ibridizzazione. Risonanza. Legame ad elettroni delocalizzati. Legami dipolari. Legame idrogeno.
Legame metallico. Conducibilità elettrica ed altre proprietà dei metalli. Ordine di legame e numero di ossidazione.
Cenni sulla teoria dell’ orbitale molecolare. Reazioni redox col metodo elettronico. Relazione biunivoca tra
nomenclatura, struttura, legami.
CENNI DI TERMODINAMICA
Generalità sui sistemi termodinamici. Condizioni standard. Primo principio. Entalpia e sue applicazioni in chimica:
legge di Hess. Cenni secondo e terzo principio. La funzione di stato entropia e energia libera: significato chimico.
STATI CONDENSATI E PASSAGGI DI STATO
Stati cristallino e vetroso. Tipi di solidi. Stato liquido. Pressione di vapore. Equazione di Clapeyron. Temperatura di
ebollizione. Generalità sui passaggi di stato. Curve di riscaldamento. Liquefazione e sublimazione. Diagrammi di stato
monocomponenti. Varianza.
SOLUZIONI
Generalità sul passaggio in soluzione. Unità di concentrazione delle soluzioni. Solubilità. Legge di Raoult. Relazione
fra composizione di una miscela di due liquidi e composizione del vapore. Distillazione di soluzioni di due liquidi
miscibili e relativi diagrammi. Curve raffreddamento. Diagramma eutettico. Crioscopia ed ebullioscopia. Pressione
osmotica. Proprietà colligative.
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CINETICA CHIMICA
Generalità. Velocità di reazione. Complesso attivato e intermedio di reazione. Molecolarità. Ordine di reazione.
Equazione di Arrhenius. Catalisi. Catalizzatori.
EQUILIBRI CHIMICI OMOGENEI ED ETEROGENEI
Legge delle masse. Relazioni fra Kp e Kc. Influenza della temperatura, pressione e concentrazione sugli equilibri.
Varianza.
SOLUZIONI ELETTROLITICHE
Dissociazione elettrolitica. Proprietà colligative delle soluzioni elettrolitiche, concetto di attività e forza ionica.
ACIDI , BASI ED EQUILIBRI IONICI IN SOLUZIONE
Generalità. Definizioni di Bronsted, di Lewis. Forza di acidi e basi ed influenza di fattori strutturali. Elettroliti anfoteri.
Prodotto ionico dell’acqua. pH . Acidi e basi forti e deboli. Sali con proprietà acido-base. Tamponi. Indicatori pH.
Acidità attuale e potenziale. Curve di titolazione. Prodotto di solubilità.
ELETTROCHIMICA
Reazioni redox con il metodo ionico-elettronico. Potenziali elettrodici. Equazione di Nernst. Semielementi di primo
tipo, secondo, redox, a gas. Standard primario e semielementi di riferimento. Pile chimiche e di concentrazione.
Impieghi dei dati di potenziale. Elettrolisi e sue leggi. Corrosione e metodi di protezione.
Sono parte integrante del Corso esercitazioni pratiche svolte a piccoli gruppi. I dati sperimentali devono essere
elaborati e interpretati. Gli argomenti delle esercitazioni sono:
OPERAZIONI CHIMICHE DI BASE
Uso della bilancia - distillazione.
REATTIVITA’ CHIMICA
Reazioni acido-base , redox, di precipitazione; uso dei dati di potenziale.
CINETICA CHIMICA
Determinazione dell'ordine di una reazione, catalisi omogenea.
POTENZIOMETRIA
Titolazioni: acido forte/base forte, acido debole/base forte; redox (MnO4- H3O+ / Fe+2 ).
PILE E POTENZIALI
Costruzione e misura della f.e.m. di alcuni tipi di pile: chimiche e di concentrazione. Determinazione sperimentale dei
coefficienti di attività.
ANALISI STRUMENTALE
Analisi termica tramite calorimetria a scansione differenziale (DSC).
Bibliografia consigliata per la preparazione
• P.Silvestroni, Fondamenti di Chimica (ed. Zanichelli)
• Petrucci, Herring, Madura,Bissonnette, Chimica Generale (ed. Piccin)
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