Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
CORSO DI LAUREA IN CHIMICA INDUSTRIALE
Modello 15
Scheda programmi corsi
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TORINO
pagina 1 di 5
NOME CORSO: Chimica Fisica Industriale
SSD:………………CHIM/02……………………
Numero codice:…C8599……………………..
1.Docenza
Docente: prof. Claudio Morterra
Dipartimento di Chimica IFM
Tel.: 011 670 7589
Fax: 011 670 7855
e-mail: [email protected]
Docente: prof. Silvia Bordiga
Dipartimento di Chimica IFM
Tel.: +39 011 6707858
Fax: +39 011 6707855
e-mail: [email protected]
Docente: prof. Giuseppe SPOTO
Dipartimento di Chimica IFM
Tel.: 011 6707832
Fax: 011 6707855
e-mail: [email protected]
2. Obiettivi
MODULO A (prof. Spoto)
Il modulo si propone di:
1) Integrare le conoscenze di termodinamica includendo la trattazione dei processi irreversibili.
2) Fornire gli strumenti per la comprensione e la trattazione dei fenomeni di trasporto.
Utilizzando il concetto di produzione di entropia, si ricavano le leggi fenomenologiche per la descrizione del trasporto
di carica (legge di Ohm), di calore (leggi di Fourier), di quantità di moto (fluidi viscosi e non-newtoniani) e di materia
(Leggi di Fick). Vengono anche esaminati sistemi in cui si realizza la sovrapposizione di più flussi, con particolare
riferimento ai fenomeni termo-diffusivi.
MODULO B (Prof. Morterra)
Natura ed origine dei fenomeni d'interfaccia. L'interfaccia solido-gas ed il fenomeno di adsorbimento. Aspetti
termodinamici elementari del processo d'adsorbimento.
La chemisorzione: i principali tipi di isoterma, atti alla descrizione della chemisorzione.
La fisisorzione: il modello BET e la determinazione delle aree superficiali. Le “isoterme universali” ed il “grafico t”.
I sistemi meso-porosi, e la determinazione della distribuzione di dimensione dei pori. Accenni alla micro-porosità ed
alle problematiche ad essa collegate.
MODULO C (prof.ssa Bordiga)
Gli elementi peculiari della catalisi eterogenea facendo riferimento in maniera specifica a:
1) le tecniche di caratterizzazione attualmente utilizzate per la caratterizzazione dei catalizzatori eterogenei
2) le tipologie dei catalizzatori eterogenei: metalli, ossidi, metalli altamente dispersi su ossidi, materiali
microporosi
3) alcune categorie di reazioni di grande importanza per la chimica industriale.
Data di emissione: 29-10-2004
Rev. 00
Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
CORSO DI LAUREA IN CHIMICA INDUSTRIALE
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TORINO
Modello 15
Scheda programmi corsi
pagina 2 di 5
3. Pre-requisiti in ingresso e competenze minime in uscita
MODULO A
Pre-requisiti (in ingresso)
Conoscenze di base di termodinamica
competenze minime (in uscita)
Capacità di comprendere e trattare processi irreversibili e fenomeni di
trasporto
Insegnamenti fornitori
Termodinamica ed Equilibrio Chimico
Insegnamenti fruitori
Corsi di chimica industriale
MODULO B
Pre-requisiti (in ingresso)
Gli strumenti matematici, fisici e chimici necessari per la
comprensione del realizzarsi dell’equilibrio termodinamico fra fasi
diverse
competenze minime (in uscita)
Capacità di ottenere e razionalizzare gli aspetti qualitativi e quantitativi
di processi d’adsorbimento all’interfaccia solido/gas
Insegnamenti fornitori
I corsi di Matematica, Fisica, Termodinamica
Cinetica ed Equilibrio Chimico, Equilibri di
Fase
Insegnamenti fruitori
Chimica Fisica Industriale C, i corsi di
Chimica Industriale
MODULO C
Pre-requisiti (in ingresso)
Insegnamenti fornitori
Velocità di reazione, equilibrio di reazione
Cinetica chimica, termodinamica
LCAO del legame chimico in molecole semplici
Legame chimico ed interazioni intermolecolari
formazione e caratteristiche di complessi organometallici
Chimica Inorganica B
competenze minime (in uscita)
Insegnamenti fruitori
Definizione e caratteristiche di un catalizzatore. Catalizzatori omogenei Sintesi industriale inorganica Carbochimica e
ed etrogenei
petrolchimica
. Meccanismi di attivazione di molecole semplici su superfici. Ruolo dei
Stage finale
metalli di transizione in catalisi.
4. Metodologia didattica
La metodologia didattica impiegata consiste in:
Si veda la suddivisione al punto 5
5. Programma, articolazione e carico didattico
Modulo A
Argomento
Ore
Lez.
Processi irreversibili e fenomeni di trasporto:
generalità e strumenti per la loro trattazione
2
Data di emissione: 29-10-2004
Ore
Esercitazioni
Ore
Laboratorio
Totale Ore di
Car.
Didattico
2
Rev. 00
Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
CORSO DI LAUREA IN CHIMICA INDUSTRIALE
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TORINO
Modello 15
Scheda programmi corsi
Produzione di entropia, legge fenomenologica,
condizioni di linearità
Trasporto di carica
Trasporto di calore
Trasporto di materia
Reazioni chimiche
Sovrapposizione di flussi
Fenomeni termo-diffusivi; stati stazionari e di
equilibrio
TOTALE ORE
pagina 3 di 5
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
16
16
Modulo B
Argomento
I fenomeni d'interfaccia. L'interfaccia solido-gas ed il
fenomeno dell'adsorbimento. Aspetti termodinamici
elementari del processo d'adsorbimento. La chemisorzione:
i principali tipi di isoterma, atti alla descrizione della
chemisorzione. La fisisorzione: il modello BET.
Determinazione delle aree superficiali. I sistemi mesoporosi, e la determinazione della distribuzione di
dimensione dei pori. Accenni alla micro-porosità ed alle
problematiche ad essa collegate.
TOTALE ORE
Ore
Lez.
Ore
Esercitazioni
Ore
Laboratorio
Totale Ore di
Car.
Didattico
Ore
Lez.
2
Ore
Esercitazioni
Ore
Totale Ore di
Laboratorio Car. Didattico
2
2
1
20
Modulo C
Argomento
Introduzione alla catalisi La molecolea di idrogeno e la
sua attivazione su un centro metallico
La superficie di un metallo e come la molecola di
idrogeno interagisce con essa. I metalli trattati con la
teoria degli orbitali molecolari.
Attivazione dell'idrogeno su ossidi. Reazioni di
idrogenazione delle olefine.
La molecola del CO. Interazione Side-on ed end-on.
Formazione di complessi con metalli .Attivazione di CO
su ossidi.
Attivazione dell'N2 e dell'NO. I convertitori
catalitici.Formazione di complessi
.. Attivazione di O2. Complessi molecolari con l'ssigeno.
I trasportatori di Ossigeno. I catalizzatori per le
ossidazioni parziali
Reazioni di Polimerizzazione. Catalizzatori Ziegler-Natta;
catalizzatore Phillips e Union Carbide per la sintesi del
poli etilene
Le zeoliti in Catalisi. Vantaggi e problemi rispetto a
processi classici
Preparazione e caratterizzazione di catalizzatori
eterogenei..
TOTALE ORE
Data di emissione: 29-10-2004
3
2
2
2
1
3
2
2
2
2
2
2
2
2
1
17
2
3
4
3
22
Rev. 00
Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
CORSO DI LAUREA IN CHIMICA INDUSTRIALE
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TORINO
Modello 15
Scheda programmi corsi
pagina 4 di 5
6. Materiale per lezioni e esercitazioni:
Strumentazione (indicare anche la localizzazione): Lavagna, lavagna luminosa
Materiale di consumo:
7. Materiale didattico
Modulo A
Il corso presuppone una conoscenza di base della termodinamica dei sistemi di equilibrio.
Il materiale didattico sufficiente al superamento dell’esame viene fornito dal docente in forma di appunti
estesi.
Modulo B
Tutto il materiale iconografico, che come è d’uso in ogni branca della Chimica Fisica costituisce parte
integrante ed essenziale delle lezioni, è stato tratto da testi specializzati e/o pubblicazioni scientifiche e sarà
reso disponibile prima delle lezioni, al fine di facilitarne lo svolgimento e la comprensione.
Modulo C
Il docente mette a disposizione degli studenti una copia delle presentazioni fatte durante le lezioni. Tale
materiale è sotto forma di presentazioni power-point ed i testi sono scritti prevalentemente in inglese.
MODULO A
Per integrazioni e chiarimenti riguardo agli argomenti del corso è utile il riferimento a parti dei seguenti testi:
P.W. Atkins Chimica Fisica (Zanichelli, BO)
G. K. Vemulapalli Chimica Fisica (EdiSES, NA)
I seguenti libri sono invece consigliati ai fini dell’ampliamento della cultura generale dello studente:
I. Prigogine - G. Nicolis, Le strutture dissipative. Auto organizzazione dei sistemi termodinamici di non equilibrio
Sansoni, 1982
I. Prigogine, Dall'essere al divenire. Tempo e complessità nelle scienze fisiche, Boringhieri, 1986
MODULO B
P.W. Atkins, "Chimica Fisica", Zanichelli.
G.K. Vemulapalli, "Chimica Fisica”, EdiSES
MODULO C
Il corso si avvale delle conoscenza acquisite dagli studenti nei corsi di Chimica Fisica Industriale A e B e segue il testo:
Concepts of Modern Catalysis and Kinetics by I. Chorkendorff and J.W. Neimantsverdiet, Wiley-VCH editor, 2003.
E’ fortemente consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:
Infine sono di seguito indicati siti internet di interesse:
Data di emissione: 29-10-2004
Rev. 00
Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
CORSO DI LAUREA IN CHIMICA INDUSTRIALE
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TORINO
Modello 15
Scheda programmi corsi
pagina 5 di 5
8. Modalità di verifica/esame
MODULO A
L’esame, in forma di esonero o integrato con gli altri moduli del corso, è orale e prevede una serie domande generali
sugli argomenti svolti.
MODULO B
La prova d’esame relativa a questo modulo, da sostenere sotto forma di esonero o in forma integrata con gli altri
moduli, consta di uno scritto, nel quale lo studente dovrà dare risposta a tre/quattro domande (e/o esercizi) di carattere
molto generale e le cui formulazioni saranno state presentate, almeno in linea di massima, durante lo svolgimento del
corso.
MODULO C
L’esame consiste in una prova orale, in cui l’allievo è chiamato a rispondere a domande di carattere generale riferite alle
tematiche svolte nel corso delle lezioni.
Data di emissione: 29-10-2004
Rev. 00
