Università degli Studi di Cagliari
Corso di Laurea triennale in Chimica
Chimica Fisica I
Docente
Bruno Marongiu
Tel.
+39 070 675 4412
Fax.
+39 070 675 4388
E-mail
[email protected]
Orario di ricevimento
Tutti i giorni dalle 9.00 alle 12.00
CFU
6
SSD
CHIM/02
Obiettivi Formativi:
Conoscenze:
Il corso di Chimica Fisica si propone di studiare i principi termodinamici che regolano le condizioni di equilibrio dei
sistemi non reagenti e reagenti
Capacità
Lo studente sarà in grado di applicare tali principi ai sistemi reali: equilibri tra le fasi, reazioni chimiche, macchine
termiche
Comportamenti
Lo studente dovrà applicare autonomamente le nozioni apprese, ma anche operare in contesti interdisciplinari
Conoscenze richieste
Il corso è consigliato agli studenti che abbiano superato gli esami di Matematica e di Fisica I
PROGRAMMA
Proprietà dei Gas: Modello gas ideale, eq. sui gas ideali (Boyle, Gay-Lussac, Dalton), miscele gas ideali, pressioni
parziali. Gas reali e miscele di gas reali, interazioni molecolari, eq. gas reali, (Van der Waals, coefficienti del viriale, fattore
di compressibilità, stati corrispondenti). Variabili critiche, diagramma di Andrews, fluidi supercritici.
Primo Principio: Energia, lavoro, calore, principio conservazione energia, lavoro di espansione, trasformazioni reversibili
e irreversibili, energia interna, entalpia, capacita termiche, Cp e Cv, Esperienze di Joule-Thompson, espansioni
isoentalpiche, trasformazioni adiabatiche, isoterme, isobare, isocore.
Termochimica: Entalpia standard, entalpie di reazione, processi endotermici e esotermici, entalpie di formazione, Legge di
Hess, legge di Kirchoff, Entalpie di combustione (bomba calorimetrica), entalpie di miscelamento.
Secondo Principio: Dispersione dell’energia, entropia, definizione termodinamica e statistica dell’entropia, entropia e
disordine, variazioni di entropia nei processi reversibili e irreversibili. Transizioni di fase, degradazione dell’energia, ciclo
di Carnot, rendimento di una macchina termica. Terzo principio, teorema di Nerst, enunciato di Plank, entropia e
probabilità.
Energia Libera: Lavoro massimo, lavoro utile, energia libera di Helmholtz e di Gibbs, criterio di spontaneità di un
processo, equazioni fondamentali, dipendenza della funzione di Gibbs dalla temperatura e dalla pressione, potenziale
chimico, potenziale chimico in una miscela, fugacità.
Trasformazioni Fisiche Sostanze Pure: Variazioni del potenziale chimico con la temperatura e la pressione, fasi, stabilità
delle fasi, equilibri di fase, studio quali- e quantitativo delle trasformazioni di stato, equazioni di Clapeyron, ClausiusClapeyron e Antoine, diagrammi di stato (acqua, anidride carbonica, carbonio).
Miscele: Grandezze molari parziali, volume ed energia libera, equazione di Gibbs-Duhem, proprietà di miscelamento
(energia libera, volume entalpia,..) di miscele ideali e di miscele reali, funzioni d’eccesso e coefficienti di attività,
consistenza termodinamica dei dati di equilibrio sperimentali. Proprietà colligative, innalzamento ebullioscopico,
abbassamento crioscopico, pressione osmotica, legge della solubilità ideale.
Diagrammi di Stato: Regola delle fasi, sistemi ad un componente e a due componenti, regola della leva, diagrammi
composizione-pressione e composizione-temperatura. Equilibri liquido-liquido, lacune di miscibilità, temperature critiche
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di soluzione. Equilibri liquido-solido, eutetico. Equilibrio liquido-vapore, azeotropi, distillazione, rettifica. Sistemi a tre
componenti, diagrammi triangolari.
Equilibrio Chimico: Reazioni chimiche spontanee, grado di avanzamento della reazione, energia libera di Gibbs della
reazione, reazioni eso ed endotermiche, costante di equilibrio di reazione, variazione della costante di equilibrio con la
temperatura e con la pressione. equazione di Van’t Hoff.
TESTI CONSIGLIATI : P.W. Atkins, Chimica Fisica, Ed. Zanichelli.
Modalità di verifica/esame:
Prove di verifica intermedie
Esame scritto
X Esame orale
Prova di laboratorio
Descrizione:
Durante il colloquio orale verranno accertate le competenze acquisite dallo
studente relativamente agli argomenti trattati nel corso.
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