PROGRAMMA DI CHIMICA GENERALE ED INORGANICA PER IL CORSO DI LAUREA SCIENZE GEOLOGICHE Prof. Pietro Favia Dipartimento di Chimica, Università di Bari Tel 080 5443430 e-mail: [email protected] Libro di testo A.M. Manotti Lanfredi, A. Tiripicchio FONDAMENTI DI CHIMICA CASA EDITRICE AMBROSIANA Programma Teoria atomica della materia cenni allo sviluppo storico della teoria atomica, legge della conservazione della massa (di Lavoisier), teoria atomica di Dalton, determinazione dei pesi atomici e delle formule chimiche (Principio di Avogadro e regola di Cannizzaro), equazioni chimiche, relazione massa/energia, particelle fondamentali dell’atomo, numero atomico, numero di massa, isotopi, pesi atomici e unità di massa atomica, mole, numero di Avogadro, masse atomiche (molecolari) assolute. Struttura elettronica degli atomi cenni sulle radiazioni elettromagnetiche, modello atomico planetario e spettri atomici, modello atomico di Bohr, postulato di De Broglie, principio di indeterminazione di Heisenberg, meccanica quantistica od ondulatoria, soluzioni dell'equazione di Schrodinger per l'idrogeno, orbitali atomici, atomi polielettronici, principio di esclusione di Pauli, regola di Hund, configurazioni elettroniche degli elementi, aufbau, struttura elettronica e tavola periodica, proprietà periodiche, raggi atomici, raggi ionici, energie di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività. Legame chimico energia di legame, legame ionico, legame covalente, teoria a coppia di elettroni (di Lewis), teoria del legame di valenza (VB), teoria dell’orbitale molecolare (MO), legame metallico, teoria delle bande, conduttori isolanti e semiconduttori, semiconduttori estrinseci (p e n), legami deboli, interazioni dipolari, legame idrogeno. Nomenclatura dei composti e reazioni chimiche numero di ossidazione, classificazione e nomenclatura dei composti inorganici, ioduri e ossidi, idrossidi e ossiacidi, sali, ioni, reazioni chimiche, reazioni acidobase, reazioni di scambio, reazioni redox. Stato gassoso proprietà dei gas, equazione dei gas perfetti, leggi dedotte dall’equazione dei gas perfetti, applicazioni dell’equazione dei gas perfetti, miscele gassose, legge della diffusione dei gas (di Graham), gas reali, equazione di van der Waals, liquefazione dei gas. Stato liquido proprietà dei liquidi, evaporazione e tensione di vapore, ebollizione di un liquido, sublimazione, fusione e solidificazione, diagrammi di stato H2O e CO2, fluidi supercritici. Stato solido tipi di solidi e loro proprietà Soluzioni natura delle soluzioni, entalpia di soluzione, concentrazione delle soluzioni, solubilità dei gas, tensione di vapore delle soluzioni, proprietà colligative delle soluzioni, abbassamento della tensione di vapore, innalzamento della temperatura di ebollizione, abbassamento della temperatura di congelamento, pressione osmotica, anomalie delle proprietà colligative. Termochimica terminologia, primo principio, calori di reazione, equazioni termochimiche, diagrammi entalpici, determinazione dei calori di reazione, entalpie standard (o normali) di formazione, applicazione dei calori standard di formazione, energie di legame, entropia e secondo principio, entropia come funzione di probabilità, terzo principio, entropie assolute normali, criterio di spontaneità, energia libera di Gibbs, energia libera normale (o standard) di formazione, variazione dell'energia libera con la temperatura, energia libera di Gibbs e costante di equilibrio. Equilibrio chimico Equilibri nei sistemi omogenei, uso della costante di equilibrio, equilibri eterogenei in fase gas, spostamento dell'equilibrio, principio dell'equilibrio mobile, dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura, scelta delle migliori condizioni di reazione, regola delle fasi per equilibri eterogenei. Equilibri tra fasi sistemi a un componente, sistemi a due componenti, miscele liquide binarie, sistemi condensati a due componenti Equilibri in soluzione equilibri di solubilità, equilibri acido-base, natura e forza degli acidi e delle basi, acidi poliprotici e basi poliprotiche, solventi anfiprotici come l'acqua, correlazione forza-struttura molecolare degli acidi e delle basi, acidi e basi di Lewis, autoionizzazione e prodotto ionico dell'acqua, scala e determinazione di pH e di pOH, equilibri di idrolisi, soluzioni tampone, titolazioni acido-base, anfoterismo Elettrochimica introduzione, conduzione elettrolitica ed elettrolisi, celle galvaniche, lavoro elettrico e lavoro chimico, potenziali di elettrodo standard, orza elettromotrice, equazione di Nernst, previsioni delle relazioni chimiche, metalli che si sciolgono negli acidi. Cinetica chimica finalità della cinetica chimica, velocità di reazione, influenza della concentrazione dei reagenti, meccanismi di reazione, influenza della temperatura, teoria dello stato di transizione o del complesso attivato, catalizzatori e catalisi. Orario di ricevimento: venerdi dalle ore 16,30 alle 18,30 DATE ESAMI: 30 Gennaio (1) 13\27 Febbraio (1) 13 Marzo FC (2) 10 Aprile FC (2) 15Maggio FC (2) 12\26 Giugno (1) 17 Luglio (1) 18\25 Settembre (1) 16 Ottobre FC (2) 13 Novemre FC (2) 11 D icembre FC (2) (1) Le date si riferiscono all'esame scritto che si svolge alle ore 9:00 al Dipartimento di Chimica (2) Le date si riferiscono ad un appello straordinario che si svolge alle ore 16:00 Dipartimento di Chimica Prof. Pietro FAVIA Dipartimento di Chimica, Università di Bari via Orabona 4, 70126, Bari tel +39-080-544-3430/2519 fax +39-080-544-3405 e-mail: [email protected] Nato a Bari il 19 Novembre 1961. Dottore di Ricerca in Scienze Chimiche dal 1991. Visiting Scientist nel 1993 presso il Department of Chemical Engineering, Univ. of Washington, Seattle, US (Prof. B.D. Ratner). Professore Associato (Chimica Generale ed Inorganica) dal 2001 presso la Facoltà di Scienze dell'Università di Bari. Pietro Favia si occupa dal 1985 dello studio e della diagnostica (plasma/superficie) di processi plasmochimici di non equilibrio (deposizione di film sottili, trattamento, ed etching) per la modificazione superficiale di polimeri ed altri materiali per diverse applicazioni nel campo dei polimeri, dei biomateriali, del tessile e dell’imballaggio alimentare (coating barriera, coating per imballaggio attivo, film duri protettivi e passivanti, coating cell-adhesive e cell-repulsive, coating e trattamenti idrofili/idrofobi/funzionalizzati, coating antibatterici). E’ autore di più di 110 tra articoli e brevetti su processi plasmochimici di non equilibrio; è stato invited o plenary speaker a 42 conferenze internazionali. E’ istruttore e lettore in corsi di Chimica dei Plasmi in occasione di Scuole internazionali, tra cui due corsi IUPAC "Low Temperature Plasma Processing of Materials) della International Society for Plasma Chemistry (ISPC-16, Taormina 2003; ISPC17, Toronto 2005), e due Scuole Internazionali CIRMIB (2004 e 2006, Ischia) sui Biomateriali. Il Prof. Favia è co-editor dei libri: Plasma Processing of Polymers (R. d’Agostino, P. Favia, F. Fracassi eds, Kluwer, 1997); Plasma Processes and Polymers (R. d'Agostino, P. Favia, C. Oehr, M.R. Wertheimer eds., Wiley-VCH 2005; Advanced Plasma Technology (R. d'Agostino, P. Favia, Y. Kawai, H. Ikegami, N. Sato, F. Arefi-Kohnsari eds.) Wiley-VCH, 2008; Book of Abstracts and CD of Full Papers, 16th International Symposium on Plasma Chemistry, ISPC-16 (R. d’Agostino, P. Favia, F. Fracassi, F. Palumbo ed., 2003). Spesso è guest editor di special issues di riviste scientifiche dedicati a processi via plasma per applicazioni industriali. Il Prof. Favia è co-Editor-in-Chief della rivista Plasma Processes and Polymers (Wiley-VCH, www.plasmapolymers. org; I.F 2.2) dal 2004. Il Prof. Favia insegna Chimica Generale ed Inorganica, Chimica dei Materiali e delle Superfici, Chimica dei Materiali Biocompatibili, e corsi di Chimica dei Plasmi presso le Facoltà di Scienze MFN e di Scienze Biotecnologiche dell’Università di Bari. E’ spesso Responsabile Scientifico per la sua Unità Operativa di progetti di ricerca nazionali (MIUR PRIN e FIRB) e della Comunità Europea (BRITE, 5th Framework Program; STREP e COST, 6th Framework Program). E’ socio fondatore (2004) di Plasma Solution Srl, il primo spin off dell’Università di Bari, che offre al mondo industriale processi e reattori plasmochimici per modificazioni superficiali dei materiali.