spettroscopia con elementi di termodinamica e cinetica

Scheda ECTS SUA
Descrizone delle singole attività formative (Quadro B1 e sotto quadri)
ECTS
(in Italiano)
Corso di Laurea dell’Insegnamento (specificare se triennale, magistrale o a ciclo
Unico):
Magistrale a ciclo unico in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche
Classe di Laurea:
Classe LM-13 Farmacia e Farmacia industriale
SSD (Settore scientifico disciplinare):
CHIM/02 – CHIMICA FISICA
Dipartimento competente:
ECTS
(in Inglese)
Degree Course (specify if 1st Cycle, 2nd Cycle, or one-tier, degree ect.):
Master's degree in Chemistry and Pharmaceutical Technology
Degree Class:
LM-13 Pharmacy and Industrial Pharmacy
Scientific disciplinary Sector:
CHIM/02 – Physical Chemistry
Department:
Dipartimento di Scienze Farmaceutiche
Department of Pharmaceutical Sciences
Nome del/dei docente/i:
FORMOSO PATRIZIA
Riferimenti del docente (e-mail, ecc.):
E-mail: [email protected]
Tel. 0984-493399
Name of the Teacher:
FORMOSO PATRIZIA
Contact details on the teacher (e-mail, etc.):
E-mail: [email protected]
Phone : + 39 984 493399
Orario di ricevimento:
Meeting schedule for students:
lunedì : ore 15.30-17.30 c/o stanza 7- cubo 17 D (dip.di Chimica e Tecnologie Monday at 15.30-17.30 c / o Room 7 - cube 17 D (Chemistry and
Chimiche - CTC) e anche SU APPUNTAMENTO VIA E-MAIL
Chemical Technology - CTC Department) and by appointment via
e-mail
Eventuali altri docenti coinvolti:
any other teachers involved:
MANFREDI SABRINA
MANFREDI SABRINA
Titolo dell'unità formativa:
Title of the Teaching Unit:
SPETTROSCOPIA CON ELEMENTI DI
Spectroscopy with Elements of Thermodynamics and Chemical
TERMODINAMICA E CINETICA CHIMICA
Kinetics
Codice dell'unità formativa:
Code of the Teaching Unit:
27005008
27005008
Tipo di unità formativa (di base o caratterizzante, affine, a scelta, altro):
UNITA’ di BASE
Type of teaching Unit:
BASIC TEACHING UNIT
Propedeuticità:
Per accedere all'insegnamento (lezioni ed esercitazioni) occorre avere
preventivamente frequentato i corsi d’insegnamento di MATEMATICA,
FISICA e CHIMICA GENERALE ed INORGANICA.
Livello dell'unità formativa (es. I, II, o III ciclo; ove pertinente, livello intermedio) :
Level of the Teaching Unit:
Anno di studio/corso (ove pertinente):
1° anno
Anno/Semestre/Trimestre ove l'unità formativa viene erogata:
A.A.2012/2013 - 2° SEMESTRE
Year of study:
1° Year
Year, Semester, trimester in which the teaching unit is provided
A.A.2012/2013 - 2° SEMESTER
Periodo: dal 4 MARZO 2013 al 28 GIUGNO 2013
Period: from March 4, 2013 to June 28, 2013
Ore di lezioni frontali:
48
Ore studio individuali:
102
Ore di laboratorio (ove pertinente):
LEZIONI ED ESERCITAZIONI
Hours of lectures:
48
Hours of individual study:
102
Laboratory hours (where applicable):
NOT PLANNED
Number of Credits CFU/ECTS awarded:
6 CFU
Teaching language:
ITALIAN
Organization of teaching (lectures, tutorials, laboratory, etc.):
COURSE LECTURES AND PRATICAL EXERCICES
Modalità di frequenza (obbligatoria, facoltativa):
OBBLIGATORIA
Frequency mode (compulsory, optional):
Compulsory
Modalità di erogazione (frontale, a distanza, mista):
Mode of delivery (front, at a distance, mixed):
NON PREVISTE
Numero di crediti formativi CFU/ECTS erogati:
6 CFU
Lingua di insegnamento:
ITALIANO
Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.):
FRONTALE
Metodi di valutazione (Prova scritta, orale, ecc):
FRONT
Metodi di valutazione (Prova scritta, orale, ecc):
Esame scritto e orale. Scritto con esercizi numerici ed il superamento
Written and oral examination. The written test consists in
della prova scritta è condizione necessaria per accedere all'esame orale numerical exercises similar to ones dealt with during the
facoltativo.
practical exercises related to the course lectures. Overcoming
the written exam is a necessary condition to be admitted at
the optional oral exam.
Obiettivi formativi dell’Unità formativa (risultati d'apprendimento previsti e
competenze da acquisire):
La scelta degli argomenti di lezione è in sintonia con le peculiari finalità
culturali del corso di laurea e con la propedeuticità della CHIMICA FISICA
rispetto alle discipline di forma professionale.
Il criterio pratico a cui ci si è riferiti è quello di garantire una preparazione
adeguata per comprendere gli argomenti chimico-fisici che hanno maggiore
rilevanza nell'esercizio della professione e nelle attività di ricerca di quei
settori a cui principalmente si rivolge il corso di laurea e cioè quello chimicofarmaceutico di sintesi e caratterizzazione dei farmaci, quello biochimico e
quello farmacologico.
La scelta dei contenuti è orientata a rendere lo studente capace di assimilare i
principi della chimica fisica e di applicarli ai sistemi bio-chimici, utilizzando
le conoscenze empiriche sul comportamento macroscopico della materia
(grandezze energetiche, variazione dell'entropia, velocità di reazione etc) e le
proprietà note a livello atomico, molecolare e spettroscopico.
Al termine del corso lo studente deve acquisire i concetti chimico-fisici
fondamentali della quantistica, della termodinamica, della cinetica e della
spettroscopia che sono le basi per comprendere alcuni successivi argomenti
degli insegnamenti a carattere biologico e biochimico, chimico farmaceutico,
farmacologico, analitico e di caratterizzazione strutturale dei farmaci.e di
impianti dell'industria farmaceutica.
Prerequisiti e co-requisiti:
Learning outcomes:
The choice of topics for lesson is in line with the specific cultural
objectives of the degree course and the preparatory aspects of
fundamental physical-chemical concepts respect to the disciplines
of professional form.
The practical criterion to which reference was made is to ensure
adequate preparation to understand the physical-chemical topics
that are most important in the professions and in research in those
sectors which mainly looks at the degree course and that is what
chemical-pharmaceutical synthesis and characterization of drugs,
the biochemical one and the pharmacological.
The choice of contents is geared to enable students to assimilate the
principles of physical chemistry and apply them to biochemical
sistems, using empirical knowledges on the macroscopic behavior
of matter (energetic quantities, entropy change, reaction rate, etc.)
and the known properties at the atomic, molecular and
spectroscopic level.
At the end of the course the student should to be able to use the
fundamental physical-chemical concepts of quantum chemistry and
physical principles of thermodynamics, kinetics and spectroscopy
that are the basis for understanding some of the following topics of
the courses of biochemistry, pharmaceutical chemistry,
pharmacology, structural characterization of drugs and
pharmaceutical techniques.
Prerequisities/Co-requsities:
Per accedere all'insegnamento (lezioni ed esercitazioni) occorre avere
preventivamente frequentato i corsi d’insegnamento di MATEMATICA,
FISICA e CHIMICA GENERALE ed INORGANICA in modo da avere già
una buona conoscenza dei principi di analisi matematica e delle nozioni di
chimica e di fisica.
Unità formative opzionali consigliate:
For access to lectures and exercises must have previously attended
the teaching Units of Mathematics, Physics and General Chemistry
and Inorganic Chemistry in order to have a good knowledge of the
principles of mathematics and the concepts of chemistry and
physics.
Other optional Teaching Units:
Contenuti del corso/programma:
Content of the Program/Course:
Le leggi empiriche dei gas e il modello di gas ideale: Le leggi empiriche (Charles, Gay
Lussac, Boyle). Concetto empirico di temperatura assoluta. L’equazione di stato per il gas
ideale. Elementi di teoria cinetica dei gas.
Derivazione teorica dell'equazione di stato del gas ideale. Le miscele gassose a
comportamento ideale.
Il comportamento dei gas reali: Le deviazioni dal comportamento ideale e la loro origine. Le
isoterme di un gas reale e le costanti critiche. L’equazione di Van der Waals e le sue
caratteristiche.
Il 1° principio e la termochimica: Generalità e scopi della termodinamica chimica.
Trasferimento di energia fra un sistema e l'ambiente. Lavoro associato a variazione di volume.
Il calore. Definizione della temperatura. Prima definizione di funzione di stato. Energia
interna di un sistema. Il 1° principio della termodinamica. La funzione energia interna, U. La
convenzione dei segni. Applicazioni e conseguenze del 1° principio. Esperienza di Joule.
Calore specifico e molare a volume costante. La funzione di stato entalpia, H. Calore specifico
e molare a pressione costante.
Relazione fra Cp e Cv. Dipendenza dei calori specifici dalla temperatura. Concetto di
trasformazione reversibile del gas ideale. Espansione isoterma e reversibile del gas ideale.
Espansioni isoterme e irreversibili del gas ideale. Espansione adiabatica e reversibile del gas
ideale. L’equazione di Kirchoff. Stati di riferimento e stati standard. Calore di formazione di
una specie chimica. La legge di Hess.
Il 2° principio della termodinamica: Prima definizione dell'entropia e 2° principio. Variazioni
entropiche in trasformazioni reversibili e irreversibili. Il ΔS totale come criterio per stabilire la
The properties of ideal and real gases. The ideal gas laws and Van
der Waals equation of state. Ideal gas mixtures. Elements of
kinetics molecular theory of gases .
Thermodynamic. The three laws of Thermodinamics.
Thermodynamic properties: Energy, Enthalpy, Entropy, Free
Energy. Thermochemistry. Spontaneity and Chemical Equilibrium.
Solutions properties.
Kinetics. Experimental techniques for the determination of the rate
equation, rate constant and its dependence from temperature. Basics
of the theory of collision and of the transition state.
Some fundamental Quantum Chemistry Concepts. Failure of
classic mechanics. Duality wave-particle. Outlines of
quantum mechanics (Schroedinger formalism). Atomic structure
and atomic spectra. Radiation-matter interactions: basic concepts of
atomic and molecular spectroscopy. Molecular structure.
Electronic transitions. Rotational and vibrational spectra.
spontaneità di una trasformazione.
La funzione di stato energia libera, G. Il ΔG come criterio per stabilire la spontaneità di una
trasformazione. Significato fisico della funzione G. Calcolo dei ΔG di reazioni chimiche.
Variazione dell'energia libera al variare della temperatura: l'equazione di Gibbs-Helmholtz.
La 1egge dell'equilibrio chimico: La derivazione termodinamica della legge dell'equilibrio
chimico. Relazione fra ΔG e Kp. Influenza della pressione sulla posizione dell'equilibrio. La
costante di equilibrio in funzione delle concentrazioni, Kc. Relazione fra Kp e Kc. Influenza
della temperatura sulla costante di equilibrio: equazione di Van't Hoff.
Elementi di cinetica chimica: Velocità di reazione. Ordine di reazione. Costante di velocità.
Reazioni del primo ordine. Reazioni del secondo ordine e successive. Metodi per stabilire
l'ordine di una reazione. Il tempo di dimezzamento. Dipendenza delle costanti di velocità dalla
temperatura.
Fondamenti di meccanica quantistica e spettroscopia: Evidenze sperimentali non
interpretabili in termini di fisica classica. Radiazione del corpo nero. Effetto fotoelettrico.
Diffrazione degli elettroni. Spettri atomici. Postulati della meccanica quantistica. Equazione di
Schrodinger. Principio di indeterminazione. La struttura degli atomi e delle molecole.
Spettroscopia molecolare. Spettroscopia vibrazionale e rotazionale. Spettri elettronici.
Letture consigliate o richieste:
Suggested texts:
P. W. Atkins, J. De Paula: Elementi di Chimica Fisica 3 ediz.- Ed. Zanichelli, P. W. Atkins, J. De Paula: Elementi di Chimica Fisica 3 ediz.- Ed.
Bologna 2007.
Zanichelli, Bologna 2007.
P. W. Atkins: Chimica Fisica 4 ediz.- Ed. Zanichelli, Bologna 2004
Attività di apprendimento previste e metodologie didattiche:
Le presentazioni in power point utilizzate durante le lezioni
frontali, una dispensa di esercizi svolti e una raccolta dei testi degli esami
degli anni precedenti si trovano sul sito 'materiale didattico': inserire link
P. W. Atkins: Chimica Fisica 4 ediz.- Ed. Zanichelli, Bologna 2004
Planned learning activities and teaching methods:
The power point presentations used during the lectures, a collection
of solved exercises and texts of examinations from previous years
can be found at 'teaching materials'.
Metodi e criteri di accertamento del profitto:
Durante il corso sono previste due verifiche scritte parziali (esoneri) che
Methods and assessment criteria:
There are in itinere two partial written tests that can replace the
possono sostituire l’esame scritto finale.
written final exam.
Tirocini/o:
Internships/placements: