Il corso ha lo scopo di fornire agli studenti le basi della chimica generale nei loro aspetti teorici e applicativi. L'obiettivo principale è fornire allo studente le conoscenze per poter comprendere e analizzare la materia, le sue proprietà e le sue trasformazioni sotto l'aspetto chimico con particolare riguardo alle applicazioni in campo biotecnologico. In particolare, si propone che lo studente sappia alla fine utilizzare il linguaggio della chimica, sappia comprendere e utilizzare le formule chimiche e sappia prevedere le caratteristiche chimico-fisiche di una sostanza in base alla sua struttura e agli elementi che la compongono. Verrà particolarmente posta attenzione alle reazioni chimiche, alle interazioni principali nei sistemi molecolari e alla chimica in soluzione acquosa.

01 - Struttura della materia. Atomi ed elementi chimici. Molecole e composti ionici. Gli Isotopi. (1 ora)

02 - Stati di aggregazione della materia. Struttura atomica: elettroni, protoni, neutroni (1 ora)

03 - Massa atomica, pesi atomici e molecolari. Mole e massa molare. Composizione percentuale, formula minima, formula molecolare. (3 ore)

04 - Energia. Radiazione elettromagnetica. Effetto fotoelettrico. (2 ore)

05 - L'atomo di idrogeno e i livelli energetici. Orbitali atomici. I numeri quantici. Livelli energetici negli atomi polielettronici. Il numero quantico di spin. Regole di riempimento degli orbitali. Configurazione elettronica degli elementi. (3 ore)

06 - Sistema periodico. Energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività. (2 ore)

07 - Legame covalente. Legame di tipo σ e π. Teoria del legame di valenza e dell'orbitale molecolare. Polarità del legame. Orbitali ibridi. (4 ore)

08 - Formule di struttura e geometria molecolare. (1 ora)

09 - Legame ionico. (2 ore)

10 - Legame metallico. (1 ora)

11 - Legame chimico e proprietà fisiche della materia. (1 ora)

12 - Forze intermolecolari. Molecole polari e apolari. Forze di van der Walls. Legame ad idrogeno. (3 ore)

13 - Proprietà chimiche e periodicità. Nomenclatura dei composti chimici. Ossidi. Idruri. Numero di ossidazione. Caratteristiche e reattività generali dei gruppi e degli elementi più importanti. Composti principali. (3 ore)

14 - Acidi e basi secondo BrØnsted-Lowry e secondo Lewis. Effetto livellante del solvente. (3 ore)

15 - Reazioni chimiche, classificazione. Reazioni di ossido-riduzione. Reazioni acido-base. Bilanciamento delle reazioni. (5 ore)

16 - Lo stato gassoso. I gas ideali. Teoria cinetica dei gas. Gas reali. (1 ora)

17 - Le soluzioni, caratterizzazione. Concentrazione delle soluzioni. Tensione di vapore. Ebullioscopia, e crioscopia. Pressione osmotica. Solubilità. (3 ore)

18 - I composti di coordinazione. (2 ore)

19 - Equilibrio chimico. Reversibilità delle reazioni e legge dell’equilibrio chimico. Principio di Le Chatelier-Braun. Equilibrio in sistemi eterogenei. Prodotto di solubilità. (4)

20 - Equilibrio chimico e reazioni acido-base. Prodotto ionico dell'acqua. Idrolisi dei sali. Il pH. Determinazione del pH. Soluzioni tampone. Titolazioni. Gli indicatori, l'elettrodo a vetro. (4 ore)

21 - Cinetica delle reazioni chimiche, velocità di reazione, energia di attivazione, catalisi. (2 ore)

22 - Termodinamica chimica. Lavoro e calore. Primo e secondo principio della termodinamica. Entalpia, entropia, energia libera di Gibbs. Equilibrio ed energia libera. Costante di equilibrio e temperatura. (3 ore)

23 - Elettrochimica. Pile. Forza elettromotrice. Potenziali standard. Elettrolisi (2 ore)

Non sono previste propedeuticità

D1 - Conoscenza e capacità di comprensione
Lo studente avrà le conoscenze chimiche di base per descrivere le proprietà della materia evidenziando le relazioni con formule, geometrie e proprietà molecolari. Saprà prevedere e comprendere il comportamento acido-base e ossido-riduttivo dei principali composti. Conoscerà la struttura elettronica dell’atomo e della molecola, la tavola periodica degli elementi e le principali proprietà periodiche connesse, la nomenclatura dei composti chimici, i legami chimici, i principi dell’equilibrio chimico e delle reazioni chimiche come le acido/base e redox, le proprietà principali di gas, liquidi e solidi, le forze intermolecolari, i principi base di termodinamica e di cinetica chimica, i principi dell’elettrochimica. Saprà risolvere i calcoli stechiometrici di base sulle reazioni chimiche. Il laureato avrà dimestichezza con i concetti di mole, di concentrazione, di pH, di solubilità. Inoltre conoscerà le tecniche numeriche per la descrizione degli equilibri e delle reazioni chimiche e per la preparazione di soluzioni. Queste abilità vengono verificate attraverso prova scritta e orale. 
 
D2 - Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente saprà utilizzare la formule chimiche e usare la terminologia chimica principale correttamente; saprà utilizzare le concentrazioni per i sistemi in soluzione e le relazioni legate alle reazioni chimiche con applicazione del calcolo stechiometrico per la risoluzione dello stato di equilibrio chimico di un sistema e delle proprietà acido/base e ossido/riduttive delle reazioni. In particolare sarà in grado di determinare la resa e la conversione di una reazione, il pH di una soluzione acquosa e la solubilità di un elettrolita in acqua, preparare teoricamente una soluzione a titolo noto o una soluzione tampone. Di un composto semplice saprà prevedere e comprendere il suo comportamento acido-base e ossido-riduttivo. Queste abilità vengono valutate attraverso prova scritta e orale.
  
D3 - Autonomia di giudizio
Lo studente saprà valutare in modo critico il ruolo delle sostanze che compongono un sistema chimico, come una soluzione, un sistema tampone, una soluzione fisiologica, prevederne il loro comportamento chimico come acido-base o redox, per poi essere in grado, con l'acquisizione di competenze fornite nelle materie successive, di interpretare sistemi più complessi con particolare riguardo a quelli biologici. Queste abilità vengono verificate sia con la prova scritta che attraverso domande orali mirate di tipo applicativo.
 
D4 - Abilità comunicative
Lo studente sarà in grado di descrivere le conoscenze acquisite durante il corso descrivendo i fenomeni e le teorie chimico-fisiche apprese esprimendosi chiaramente, con termini appropriati e con esempi opportuni.
 
D5 - Capacità di apprendimento
Lo studente sarà in grado di costruire il suo percorsi di crescita scientifica in maniera critica ed autonoma, essendo in grado di utilizzare correttamente il materiale di studio fornito dal docente e il materiale di approfondimento che lui stesso potrà procurarsi. Queste abilità, per quanto possibile, verranno stimolate dal docente proponendo approfondimenti e fornendo esercizi da risolvere a casa durante il corso, che poi verranno spiegati e discussi durante alcune ore aggiuntive la cui frequenza è facoltativa.

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Il materiale didattico messo a disposizione dal docente è reperibile, assieme ad altre attività di supporto, all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Il corso prevede alcune ore di esercitazioni di stechiometria facoltative, oltre le 56 previste.

Modalità didattiche

Il corso prevede lezioni frontali in cui il docente espone i concetti e propone esercizi pratici e numerici per favorirne la comprensione.

Gli studenti possono intervenire alle lezioni per richiedere chiarimenti al docente.

Obblighi

Non sono previsti obblighi di frequenza. Sono richieste le conoscenze elementari di matematica e fisica.

Testi di studio

Fusi, Bacchi, Giorgi, Marchetti, Messori, Paoli, Punzo, Sortino, Tolazzi. Chimica generale e inorganica. Idelson Gnocchi editore

Modalità di
accertamento

L'accertamento dell'apprendimento prevede una prova scritta e una prova orale.

Lo scopo della prova scritta è di verificare le competenze dello studente nel bilanciamento delle reazioni chimiche, nelle strutture molecolari e nel calcolo stechiometrico riguardo gli argomenti svolti quali il calcolo della concentrazione di una soluzione e delle sue proprietà colligative, la conoscenza quantitativa di reagenti e prodotti in un equilibri chimico in soluzione, con particolare attenzione alle reazione acido-base e al pH.

Lo scopo della prova orale è di verificare la preparazione dello studente nella scrittura delle formule chimiche, nella previsione delle proprietà chimico-fisiche delle sostanze inorganiche semplici (ossidi, idruri, idrossidi, acidi, sali) e nei concetti teorici esposti a lezione. Allo studente verrà richiesto di saper presentare esempi appropriati per ciascun argomento trattato, in modo da dimostrarne la completa comprensione

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità didattiche

Gli studenti non frequentanti potranno richiedere il materiale didattico presentato dal docente a lezione, inoltre il docente è disponibile a incontri per chiarire gli argomenti che risultano di più difficile comprensione.

E' consuetudine del docente inviare agli studenti non frequentanti il programma svolto ogni settimana per agevolare l'organizzazione dello studio.

Obblighi

Sono richieste le conoscenze elementari di matematica e fisica.

Testi di studio

Fusi, Bacchi, Giorgi, Marchetti, Messori, Paoli, Punzo, Sortino, Tolazzi. Chimica generale e inorganica. Idelson Gnocchi editore

Modalità di
accertamento

L'accertamento dell'apprendimento prevede una prova scritta e una prova orale.

Lo scopo della prova scritta è di verificare le competenze dello studente nel bilanciamento delle reazioni chimiche, nelle strutture molecolari e nel calcolo stechiometrico riguardo gli argomenti svolti quali il calcolo della concentrazione di una soluzione e delle sue proprietà colligative, la conoscenza quantitativa di reagenti e prodotti in un equilibri chimico in soluzione, con particolare attenzione alle reazione acido-base e al pH.

Lo scopo della prova orale è di verificare la preparazione dello studente nella scrittura delle formule chimiche, nella previsione delle proprietà chimico-fisiche delle sostanze inorganiche semplici (ossidi, idruri, idrossidi, acidi, sali) e nei concetti teorici esposti a lezione. Allo studente verrà richiesto di saper presentare esempi appropriati per ciascun argomento trattato, in modo da dimostrarne la completa comprensione

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Per contattare il docente scrivere a vieri.fusi@uniurb.it o chiamare il numero 0722304882