Vai al contenuto principale
Non sei iscritto a nessun corso.
Panoramica corsi
Lista di tutti i corsi disponibili
You are currently viewing this course as Ospite.
Flavio DELLA PELLE

Chimica generale e inorganica - Prof. Flavio Della Pelle - a.a. 2022/2023

Scienze e tecnologie alimentari - 1° anno

Indice degli argomenti

  • Minimizza tutto Espandi tutto

    Informazioni generali sul corso

    LE DATE e I MODULI PER ISCRIVERSI AGLI ESAMI SONO RIPORTATI NELL'E-LEARNING DEL CORSO: 

    Chimica generale e inorganica - Prof. Flavio Della Pelle - a.a. 2023/2024

    {%:Orario di ricevimento}

    Mercoledì ore 14.00-17.00, su appuntamento da prendere via mail

    Nel caso di impedimento per l'orario proposto, contattare il docente tramite mail per accordare un altro giorno/orario.

    CALENDARIO DELLE LEZIONI 

    LEZIONI:
    Lunedì: 11-13
    Giovedì: 11-13
    Venerdì 9-11

    LEZIONI ANNULLATE
    In queste date le lezioni non verranno svolte; saranno recuperate in date da stabilire.
    17/10/2022
    20/10/2022
    21/10/202

    CALENDARIO LEZIONI

    https://unite.prod.up.cineca.it/calendarioPubblico/linkCalendarioId=5fc4e7204f34b900174cc200

     

    OBIETTIVI DEL CORSO, PREREQUISITI E PROPEDEUTICITA'

    • Obiettivi formativi generali > 

      Conoscenza e capacità di comprensione:

      Lo studente acquisirà le conoscenze fondamentali della chimica, in particolare della struttura atomica, del legame chimico e della geometria molecolare. Conoscerà le proprietà di tutti gli stati della materia, gli aspetti termodinamici e cinetici delle trasformazioni chimiche e le leggi dell'equilibrio chimico.

       

      Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

      Lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite della chimica di base per descrivere proprietà e comportamenti delle componenti alimentari, in particolare di soluzioni acquose, di cui sarà in grado di comprendere le principali proprietà: colligative, acido-base, redox, solubilità.

      Inoltre avrà acquisito la capacità di calcolare quantità di composti, solidi, liquidi e gassosi, così come sarà in grado di condurre calcoli circa loro miscele e/o soluzioni, e circa quantità necessarie di specie che daranno luogo a trasformazioni chimiche.

       

      Autonomia di giudizio:

      Lo studente avrà acquisito, mediante la risoluzione di esercizi di calcolo, la capacità di esaminare i dati forniti ed inquadrare una particolare situazione, e soprattutto di saper valutare i risultati numerici ottenuti, attribuendo loro il giusto significato fisico-pratico. Acquisire questa competenza è di fondamentale importanza per la conduzione di un lavoro sperimentale.

       

      Abilità comunicative:

      Lo studente avrà imparato ad utilizzare la terminologia scientifica appropriata utile per una comunicazione corretta, rigorosamente scientifica, che vede il coinvolgimento di aspetti chimici, e allo stesso tempo avrà acquisito la capacità di esplicare in modo semplice e preciso concetti chimici fondamentali, anche complessi.

      La disponibilità del materiale didattico in formato elettronico, e le comunicazioni relative allo svolgimento del corso fornite tramite sito web, avranno stimolato l'utilizzo di tutte le modalità e degli strumenti tecnici ed informatici per la gestione della comunicazione.

      Lo studente, inoltre, viene fortemente incoraggiato nel confronto e nella collaborazione sia con i colleghi sia con il docente, per la comprensione e la risoluzione degli esercizi svolti in aula durante le esercitazioni.

       

      Capacità di apprendimento:

      Lo studente avrà acquisito conoscenze chimiche basilari e indispensabili, e avrà quindi sviluppato la capacità di apprendere e comprendere specifici argomenti che saranno affrontati negli insegnamenti successivi (sia di base sia caratterizzanti), che prevedono delle conoscenze di chimica di base.

    • Prerequisiti > Possedere conoscenze basilari di matematica (potenze, logaritmi, equazioni di primo e secondo grado, notazione esponenziale, multipli e sottomultipli).
    • Propedeuticità > Nessuna.

     

      INDICATORI DI DUBLINO PER UNITA' DIDATTICA

      1. UNITA' DIDATTICA: Struttura della materia e proprietà degli stati della materia

      Argomenti:

      1.1 Struttura atomica

      Struttura atomica della materia: protoni, neutroni, elettroni. Numero atomico e numero di massa. Isotopi. Unità di massa atomica. Struttura elettronica: cenni sulla teoria quantistica di Bohr, concetto di orbitale, numeri quantici, forma ed energia degli orbitali.Configurazione elettronica degli atomi: principio di Pauli, principio di Aufbau, regola di Hund. Sistema periodico degli elementi: metalli, non metalli, semimetalli. Gruppi principali ed elettroni di valenza. Proprietà periodiche: raggio atomico, potenziale di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività.

      1.2 Il legame chimico

      Legame ionico, legame covalente, legame covalente polare e legame dativo. Legame metallico.Legami semplici e legami multipli, legami σ e π.

      1.3 Struttura e geometria molecolare

      Strutture di Lewis. Teoria VSEPR. Polarità delle molecole. Teoria del legame di valenza. Ibridazione. Teoria degli orbitali molecolari (cenni).

      1.4 Elementi, composti e nomenclatura

      Metalli e non metalli: cationi e anioni. Sali degli idracidi, idracidi, idruri. Ossidi e anidridi, idrossidi e ossiacidi. Sali degli ossiacidi, sali acidi.

      1.5 Stati di aggregazione della materia

      Forze intermolecolari: forze di van der Waals, legame a idrogeno.Stato solido: solidi cristallini e solidi amorfi. Solidi ionici, molecolari, covalenti,metallici.Stato liquido: processo di evaporazione, tensione di vapore, punto di ebollizione, tensione superficiale.Stato gassoso: pressione, volume e temperatura. Leggi empiriche dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. Miscele gassose: pressione parziale e legge di Dalton. Teoria cinetica dei gas (cenni). Gas reali. L'equazione di van der Waals per i gas reali. Liquefazione dei gas. Transizioni di fase: fusione, evaporazione, sublimazione. Curva di riscaldamento. Diagramma di stato di H2O e di CO2.

      ESERCITAZIONI IN AULA

      1.1 Struttura elettronica e proprietà periodiche

      1.2 Geometria molecolare

      1.3 Nomenclatura dei composti

      1.4 Leggi dei gas

      Conoscenza e capacità di comprensione: Lo studente acquisirà le conoscenze fondamentali della struttura atomica, del legame chimico e della geometria molecolare. Conoscerà inoltre le proprietà di tutti gli stati della materia.

      Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per descrivere struttura e proprietà delle componenti alimentari.

      Autonomia di giudizio: Lo studente avrà acquisito, mediante la risoluzione di esercizi sia in aula sia durante lo studio individuale, la capacità di esaminare ed analizzare i dati forniti, e soprattutto di saper valutare i risultati attribuendo loro il giusto significato fisico.

      Abilità comunicative: Lo studente avrà imparato ad utilizzare la terminologia scientifica appropriata utile per una comunicazione corretta, rigorosamente scientifica, che vede il coinvolgimento di aspetti chimici, e allo stesso tempo avrà acquisito la capacità di esplicare in modo semplice e preciso concetti chimici fondamentali, anche complessi.

      La disponibilità del materiale didattico in formato elettronico, e le comunicazioni relative allo svolgimento del corso fornite tramite sito web, avranno stimolato l'utilizzo di tutte le modalità e degli strumenti tecnici ed informatici per la gestione della comunicazione.

      Lo studente, inoltre, viene fortemente incoraggiato nel confronto e nella collaborazione sia con i colleghi sia con il docente, per la comprensione e la risoluzione degli esercizi svolti in aula durante le esercitazioni.

      Capacità di apprendimento: Lo studente avrà acquisito conoscenze chimiche basilari e indispensabili, e avrà quindi sviluppato la capacità di apprendere e comprendere specifici argomenti che saranno affrontati negli insegnamenti successivi (sia di base sia caratterizzanti), che prevedono delle conoscenze di chimica di base.

      2. UNITA' DIDATTICA: Leggi delle trasformazioni della materia

      Argomenti:

      2.1 Mole e calcoli stechiometrici

      Massa atomica e massa molecolare. Concetto di mole. Bilanciamento di reazioni in genere. Calcoli stechiometrici: relazioni ponderali tra reagenti e prodotti. Il reagente limitante.

      2.2 Soluzioni

      Concentrazione delle soluzioni: molarità, normalità, molalità, percentuale in peso, percentuale in volume. Solubilità dei gas. Diluizioni e mescolamento di soluzioni. Elettroliti forti e deboli, non elettroliti. Soluzioni ideali. Legge di Raoult. Soluzioni reali. Soluzioni diluite di soluti poco volatili. Proprietà colligative: abbassamento della tensione di vapore, innalzamento ebullioscopico, abbassamento crioscopico, pressione osmotica.

      2.3 Termodinamica chimica

      Sistema e ambiente. Funzioni di stato. Entalpia: reazioni esotermiche ed endotermiche, entalpia di formazione standard, legge di Hess. Entropia. Energia libera: criteri di spontaneità di una reazione.

      2.4 Equilibrio chimico

      Reazioni reversibili. Equilibrio dinamico. Legge di azione di massa: costanti di equilibrio Kc e Kp. Equilibri eterogenei. Quoziente di reazione. Composizioni di miscele all'equilibrio. Principio di Le Châtelier.

      2.5 Cinetica chimica

      Velocità di reazione: velocità istantanea, velocità iniziale. Dipendenza della velocità di reazione dalla concentrazione: leggi cinetiche e costante cinetica. Effetto della temperatura sulla velocità di reazione: energia di attivazione. Teoria delle collisioni (cenni). Catalizzatori.

      2.6 Reazioni redox

      Numeri di ossidazione. Reazioni di ossido-riduzione. Bilanciamento delle equazioni redox.

      2.7 Elettrochimica

      Celle galvaniche: generalità. Pile chimiche commerciali. Forza elettromotrice di una pila. Elettrodo normale di idrogeno. Potenziale di un semielemento. Serie dei potenziali redox standard. Equazione di Nernst. Pile a concentrazione. Elettrolisi (cenni).

      ESERCITAZIONI IN AULA

      2.1 Bilanciamento di reazioni e calcoli stechiometrici

      2.2 Misure di concentrazione

      2.3 Proprietà colligative

      2.4 Termodinamica

      2.5 Equilibrio chimico

      2.6 Reazioni redox

      Conoscenza e capacità di comprensione: Lo studente acquisirà le conoscenze fondamentali relative ai rapporti quantitativi tra composti coinvolti in trasformazioni chimiche, agli aspetti termodinamici e cinetici delle trasformazioni chimiche stesse, e alle leggi dell'equilibrio chimico.

      Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per descrivere proprietà e comportamenti delle componenti alimentari, in particolare di soluzioni acquose, di cui sarà in grado di comprendere le proprietà colligative e redox.

      Inoltre avrà acquisito la capacità di calcolare quantità di composti, solidi, liquidi e gassosi, così come sarà in grado di condurre calcoli circa loro miscele e/o soluzioni, e circa quantità necessarie di specie che daranno luogo a trasformazioni chimiche.

      Autonomia di giudizio: Lo studente avrà acquisito, mediante la risoluzione di esercizi di calcolo, la capacità di esaminare i dati forniti ed inquadrare una particolare situazione, e soprattutto di saper valutare i risultati numerici ottenuti, attribuendo loro il giusto significato fisico-pratico. Acquisire questa competenza è di fondamentale importanza per la conduzione di un lavoro sperimentale.

      Abilità comunicative: Lo studente avrà imparato ad utilizzare la terminologia scientifica appropriata utile per una comunicazione corretta, rigorosamente scientifica, che vede il coinvolgimento di aspetti chimici, e allo stesso tempo avrà acquisito la capacità di esplicare in modo semplice e preciso concetti chimici fondamentali, anche complessi.

      La disponibilità del materiale didattico in formato elettronico, e le comunicazioni relative allo svolgimento del corso fornite tramite sito web, avranno stimolato l'utilizzo di tutte le modalità e degli strumenti tecnici ed informatici per la gestione della comunicazione.

      Lo studente, inoltre, viene fortemente incoraggiato nel confronto e nella collaborazione sia con i colleghi sia con il docente, per la comprensione e la risoluzione degli esercizi svolti in aula durante le esercitazioni.

      Capacità di apprendimento: Lo studente avrà acquisito conoscenze chimiche basilari e indispensabili, e avrà quindi sviluppato la capacità di apprendere e comprendere specifici argomenti che saranno affrontati negli insegnamenti successivi (sia di base sia caratterizzanti), che prevedono delle conoscenze di chimica di base.

      3. UNITA' DIDATTICA: Equilibri in soluzione

      Argomenti:

      3.1 Equilibri acido-base

      Acidi e basi secondo Arrhenius e Brönsted-Lowry, acidi e basi secondo Lewis. Coppie coniugate di acido-base. Forza degli acidi e delle basi: costanti di ionizzazione. Autoprotolisi dell'acqua: effetto livellante dell'acqua. Definizione di pH. Soluzioni acide e basiche. Soluzioni acquose di acidi e basi forti. Calcolo del pH. Reazioni di neutralizzazione. Soluzioni acquose di acidi e basi deboli. Calcolo del pH. Acidi poliprotici. Soluzioni acquose di sali: reazioni di idrolisi e calcolo del pH. Soluzioni tampone: composizione, formazione, calcolo del pH. Potere tampone. Funzionamento di una soluzione tampone. .

      ESERCITAZIONI IN AULA

      3.1 Acidi e basi forti

      3.2 Acidi e basi deboli

      3.3 Idrolisi dei sali

      3.4 Tamponi e loro funzionamento

      Conoscenza e capacità di comprensione: Lo studente acquisirà le conoscenze fondamentali relative alle proprietà delle soluzioni acquose, in particolare la capacità di calcolare il pH di diverse soluzioni acquose.

      Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per descrivere proprietà e comportamenti delle componenti alimentari, in particolare di soluzioni acquose, di cui sarà in grado di comprendere le proprietà acido-base e di solubilità. Inoltre avrà acquisito la capacità di calcolare il pH di soluzioni acquose così come sarà in grado di condurre calcoli circa quantità necessarie di specie che daranno luogo a trasformazioni chimiche di tipo acido-base.

      Autonomia di giudizio: Lo studente avrà acquisito, mediante la risoluzione di esercizi di calcolo, la capacità di esaminare i dati forniti ed inquadrare una particolare situazione, e soprattutto di saper valutare i risultati numerici ottenuti, attribuendo loro il giusto significato fisico-pratico. Acquisire questa competenza è di fondamentale importanza per la conduzione di un lavoro sperimentale.

      Abilità comunicative: Lo studente avrà imparato ad utilizzare la terminologia scientifica appropriata utile per una comunicazione corretta, rigorosamente scientifica, che vede il coinvolgimento di aspetti chimici, e allo stesso tempo avrà acquisito la capacità di esplicare in modo semplice e preciso concetti chimici fondamentali, anche complessi.

      La disponibilità del materiale didattico in formato elettronico, e le comunicazioni relative allo svolgimento del corso fornite tramite sito web, avranno stimolato l'utilizzo di tutte le modalità e degli strumenti tecnici ed informatici per la gestione della comunicazione.

      Lo studente, inoltre, viene fortemente incoraggiato nel confronto e nella collaborazione sia con i colleghi sia con il docente, per la comprensione e la risoluzione degli esercizi svolti in aula durante le esercitazioni.

      Capacità di apprendimento: Lo studente avrà acquisito conoscenze chimiche basilari e indispensabili, e avrà quindi sviluppato la capacità di apprendere e comprendere specifici argomenti che saranno affrontati negli insegnamenti successivi (sia di base sia caratterizzanti), che prevedono delle conoscenze di chimica di base.

      Libri di testo e/o approfondimento

      • J. Burdge, J. Overby, Chimica generale, Edra.
      • N.J. Tro, Introduzione alla chimica, Pearson, Milano-Torino, 2013.
      • A.M. Manotti Lanfredi, A. Tiripicchio, Fondamenti di Chimica, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2006.
      • P. Zanello, R. Gobetto, R. Zanoni, Conoscere la Chimica, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2009.
      • R. Bertani, D.A. Clemente, G. Depaoli, P. Di Bernardo, M. Gleria, B. Longato, U. Mazzi, G.A. Rizzi, G. Sotgiu, M. Vidali, Chimica Generale e Inorganica, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2006.
      • I. Bertini, C. Luchinat, F. Mani, Chimica, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2011.
      • P. Atkins, L. Jones, L. Laverman, Principi di chimica, Zanichelli, Bologna, 1998.
      • Kotz, Treichel, Townsend, Chimica, Edises 
      • I. Bertini, C. Luchinat, F. Mani, E. Ravera, Stechiometria. Un avvio allo studio della chimica, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2020.
      • F. Nobile, P. Mastrorilli, La Chimica di base attraverso gli esercizi, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2002.

      Durante lo svolgimento del corso sono previste prove intermedie in date che verranno definite durante il corso.

      Le prove verranno autovalutate dagli studenti dietro correzione effettuata dal docente in aula, subito dopo lo svolgimento della prova.

      N.B. Tali prove hanno lo scopo di monitorare il proprio stato di apprendimento degli argomenti trattati durante il corso e non costituiscono prova di valutazione ai fini dell’esame.

      LE DATE e I MODULI PER ISCRIVERSI AGLI ESAMI SONO RIPORTATI NELL'E-LEARNING DEL CORSO: 

      Chimica generale e inorganica - Prof. Flavio Della Pelle - a.a. 2023/2024

       

        

       

       

    • 1. Struttura della materia e proprietà degli stati della materia

       

    • 1.1 Struttura atomica

      Struttura atomica della materia: protoni, neutroni, elettroni. Numero atomico e numero di massa. Isotopi. Unità di massa atomica.

      Struttura elettronica: cenni sulla teoria quantistica di Bohr, concetto di orbitale, numeri quantici, forma ed energia degli orbitali. Configurazione elettronica degli atomi: principio di Pauli, principio di Aufbau, regola di Hund.

       

      Sistema periodico degli elementi: metalli, non metalli, semimetalli. Gruppi principali ed elettroni di valenza. Proprietà periodiche: raggio atomico, potenziale di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività.

       

       

       

    • 1.2 Il legame chimico

      Legame ionico, legame covalente, legame covalente polare e legame dativo. Legame metallico.

      Legami semplici e legami multipli, legami σ e π.

       

    • 1.3 Struttura e geometria molecolare

      Strutture di Lewis. Teoria VSEPR. Polarità delle molecole. Teoria del legame di valenza. Ibridazione. Teoria degli orbitali molecolari (cenni)

       

    • 1.4 Elementi, composti e nomenclatura

      Metalli e non metalli: cationi e anioni. Sali degli idracidi, idracidi, idruri. Ossidi e anidridi, idrossidi e ossiacidi. Sali degli ossiacidi, sali acidi

       

    • 1.5 Stati di aggregazione della materia

      Forze intermolecolari: forze di van der Waals, legame a idrogeno.

      Stato solido: solidi cristallini e solidi amorfi. Solidi ionici, molecolari, covalenti,metallici.

       

      Stato liquido: processo di evaporazione, tensione di vapore, punto di ebollizione, tensione superficiale.

       

      Stato gassoso: pressione, volume e temperatura. Leggi empiriche dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. Miscele gassose: pressione parziale e legge di Dalton. Teoria cinetica dei gas (cenni). Gas reali. L'equazione di van der Waals per i gas reali. Liquefazione dei gas.

       

      Transizioni di fase: fusione, evaporazione, sublimazione. Curva di riscaldamento. Diagramma di stato di H2O e di CO2.

       

    • 2. Leggi delle trasformazioni della materia

    • 2.1 Mole e calcoli stechiometrici

      Massa atomica e massa molecolare. Concetto di mole.

      Bilanciamento di reazioni in genere. Calcoli stechiometrici: relazioni ponderali tra reagenti e prodotti. Il reagente limitante.

       

    • 2.2 Soluzioni

      Concentrazione delle soluzioni: molarità, normalità, molalità, percentuale in peso, percentuale in volume. Solubilità dei gas. Diluizioni e mescolamento di soluzioni. Elettroliti forti e deboli, non elettroliti.

      Soluzioni ideali. Legge di Raoult. Soluzioni reali.

       

      Soluzioni diluite di soluti poco volatili. Proprietà colligative: abbassamento della tensione di vapore, innalzamento ebullioscopico, abbassamento crioscopico, pressione osmotica.

       

    • 2.3 Termodinamica chimica

      Sistema e ambiente. Funzioni di stato. Entalpia: reazioni esotermiche ed endotermiche, entalpia di formazione standard, legge di Hess. Entropia. Energia libera: criteri di spontaneità di una reazione.

       

    • 2.4 Equilibrio chimico

      Reazioni reversibili. Equilibrio dinamico. Legge di azione di massa: costanti di equilibrio Kc e Kp. Equilibri eterogenei. Quoziente di reazione. Composizioni di miscele all'equilibrio. Principio di Le Châtelier.

       

    • 2.5 Cinetica chimica

      Velocità di reazione: velocità istantanea, velocità iniziale. Dipendenza della velocità di reazione dalla concentrazione: leggi cinetiche e costante cinetica. Effetto della temperatura sulla velocità di reazione: energia di attivazione. Teoria delle collisioni (cenni). Catalizzatori

       

    • 2.6 Reazioni redox

      Numeri di ossidazione. Reazioni di ossido-riduzione. Bilanciamento delle equazioni redox.

       

    • 2.7 Elettrochimica

      Celle galvaniche: generalità. Pile chimiche commerciali. Forza elettromotrice di una pila. Elettrodo normale di idrogeno. Potenziale di un semielemento. Serie dei potenziali redox standard. Equazione di Nernst. Pile a concentrazione. Elettrolisi (cenni).

       

    • 3. Equilibri in soluzione

    • 3.1 Equilibri acido-base

      Acidi e basi secondo Arrhenius e Brönsted-Lowry, acidi e basi secondo Lewis. Coppie coniugate di acido-base. Forza degli acidi e delle basi: costanti di ionizzazione. Autoprotolisi dell'acqua: effetto livellante dell'acqua.

      Definizione di pH. Soluzioni acide e basiche.

      Soluzioni acquose di acidi e basi forti. Calcolo del pH. Reazioni di neutralizzazione.

      Soluzioni acquose di acidi e basi deboli. Calcolo del pH. Acidi poliprotici.

      Soluzioni acquose di sali: reazioni di idrolisi e calcolo del pH.

      Soluzioni tampone: composizione, formazione, calcolo del pH. Potere tampone. Funzionamento di una soluzione tampone.