CHIMICA GENERALE E INORGANICA

A.A. di erogazione 2019/2020
Insegnamento obbligatorio

Laurea triennale in SCIENZE BIOLOGICHE
 (A.A. 2019/2020)

Docenti

Anno di corso: 
1
Partizione: 
Cognomi A-L
Tipologia di insegnamento: 
Base
Settore disciplinare: 
CHIMICA GENERALE E INORGANICA (CHIM/03)
Crediti: 
8
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
70

L'insegnamento si propone di fornire le basi per la comprensione delle proprietà macroscopiche della materia, partendo dalla struttura di atomi e molecole e dalle loro proprietà chimico-fisiche e consentendo familiarizzazione con il linguaggio e la metodologia scientifica relativa ai fenomeni chimici. Lo studente acquisirà i criteri per comprendere la capacità di una sostanza di reagire, del modo in cui questo avviene facendo riferimento agli scambi energetici che ne derivano e alla cinetica associata, e il comportamento dei sistemi chimici in soluzione acquosa. Le esercitazioni approfondiranno e forniranno gli strumenti per una trattazione quantitativa delle trasformazioni chimiche.

Al termine del corso lo studente acquisirà gli strumenti necessari per maneggiare i concetti fondamentali della Chimica Generale che gli permetteranno di affrontare lo studio della Chimica Organica e della Biochimica e più in generale di altre materie del corso di Laurea che contemplano la conoscenza e l’interpretazione chimica dei fenomeni biologici. Dovrà essere in grado di comprendere e discutere gli aspetti chimici di base riguardanti i sistemi biologici e pertanto mostrare capacità di integrazione a livello multidisciplinare e capacità di utilizzo della corretta terminologia scientifica.

Conoscenze elementari di matematica e di fisica acquisite durante gli anni della scuola media superiore.

Lezioni (52 ore)
Atomi, molecole e ioni (6 ore)
Sostanze elementari, miscele e composti. Teoria atomica di Dalton, leggi delle combinazioni chimiche. Tavola periodica di Mendeleev. Atomi, elementi chimici e isotopi. La moderna tavola periodica. Molecole, composti e formule molecolari. Massa molecolare, peso formula. Numero di Avogadro e concetto di mole. Nomenclatura.
Costituzione e proprietà della materia (14 ore)
Struttura atomica e cenni di meccanica quantistica: effetto fotoelettrico, relazione di De Broglie, principio di indeterminazione di Heisenberg, cenni all’equazione di Schrödinger. Numeri quantici e orbitali atomici. Struttura elettronica e proprietà degli atomi: principio di Pauli, regola di Hund e “aufbau prinzip”. Proprietà periodiche degli elementi. Legame ionico, covalente e metallico. Simboli e struttura di Lewis. Regola dell’ottetto. Risonanza. Geometria delle molecole secondo la VSEPR. Teoria del legame di valenza. Ibridazione e numero sterico. Elettronegatività secondo Pauling e polarità delle molecole. Teoria degli orbitali molecolari. Interazioni fra molecole. Legame a idrogeno. Forze intermolecolari deboli.
Stati di aggregazione della materia (6 ore)
Proprietà dei gas. Leggi dei gas ideali. Equazione di stato dei gas ideali. Miscele di gas e pressioni parziali. Gas non ideali.
Proprietà dei liquidi. Transizione di stato ed equilibri di fase. Tensione di vapore. Tensione superficiale. Viscosità. Descrizione qualitativa dei diagrammi di stato dell’acqua e dell’anidride carbonica. Processo di dissoluzione e tipologie di solventi di uso più comune. Principi di solubilità. Legge di Roult. Proprietà colligative. Solidi ionici, covalenti, molecolari e metallici. Reticoli cristallini.
Controllo delle reazioni chimiche (10 ore)
Primo principio della termodinamica. Concetti generali di Termochimica ed energia nelle reazioni chimiche. Funzione di stato entalpia e legge di Hess. Entalpia di formazione, di reazione e di combustione. Secondo e terzo principio della termodinamica: funzione di stato entropia e funzione di stato energia libera di Gibbs. Spontaneità di una reazione chimica. Descrizione termodinamica della transizione di fase.
Cinetica Chimica. Velocità di una reazione chimica. Meccanismo di reazione. Energia di attivazione. Catalisi.
Equilibrio chimico. Legge di azione di massa. Costante di equilibrio. Principio dell'equilibrio mobile di Le Châtelier.
Trasformazioni chimiche in soluzione acquosa (9 ore)
Definizioni di acidi e basi secondo Arrhenius, Bronsted-Lowry, Lewis. Elettroliti forti e deboli. Prodotto ionico dell’acqua, pH, pOH, pKw. Forza degli acidi e delle basi. Grado di ionizzazione. Acidi poliprotici. Effetto ione comune. Reazioni tra acidi e basi. Idrolisi di sali. Calcolo del pH. Soluzioni tampone. Titolazioni acido-base. Sali poco solubili e prodotto di solubilità. Effetto dello ione comune. Influenza del pH.
Elettrochimica (7 ore)
Celle elettrochimiche ed elettrolitiche. Potenziali standard di riduzione. Energia libera e f.e.m.. Equazione di Nernst. F.e.m. e costante di equilibrio. Pile e a concentrazione. Elettrolisi e leggi di Faraday.
Esercitazioni (18 ore)
Unità di misura, analisi dimensionale. Errori nelle misure e cifre significative. Formule chimiche. Mole e numero di molecole. Peso atomico, peso molecolare. Composizione percentuale e analisi elementare. Calcolo delle formule empiriche. Stechiometria e bilanciamento delle equazioni chimiche. Resa e reagente limitante. Reazioni in soluzione acquosa. Reazioni in fase gassosa. Numeri di ossidazione. Reazioni di ossido-riduzione e loro bilanciamento. Gas ideali e miscele gassose. Calcolo delle concentrazioni e stechiometria delle reazioni in soluzione acquosa. Diluizione. Proprietà colligative . Entalpia di reazione e di combustione. Equilibrio chimico. Acidità e basicità delle soluzioni, calcolo del pH. Soluzioni tampone.
Solubilità, effetto dello ione comune, influenza del pH. f.e.m. di una pila.

Il corso prevede lezioni frontali (6,5 CFU) ed esercitazioni numeriche svolte in aula (1,5 CFU).
Nelle ore di lezione e di esercitazione il trattamento degli argomenti è svolto con l’ausilio di presentazioni proiettate in aula e di problemi svolti alla lavagna dal docente.
Durante le esercitazioni lo studente parteciperà alla risoluzione dei problemi di stechiometria attraverso la comprensione del problema, la pianificazione della soluzione e infine la risoluzione. In questo modo si intende promuovere l’abilità dello studente a valutare la ragionevolezza e a verificare la coerenza della soluzione con i principi fondamentali della Chimica.

La verifica dell’apprendimento consiste in una prova scritta basata sia su domande a risposta aperta relative agli argomenti di teoria che sulla risoluzione di problemi di stechiometria. A ciascuna domanda è associato un punteggio.
Le domande relative agli argomenti di teoria sono volte ad accertare il livello di conoscenza e la capacità di comprensione degli argomenti trattati, nonché la capacità di esporre ricorrendo alla terminologia scientifica appropriata e di organizzazione logica della trattazione dell’argomento.
La risoluzione dei problemi di stechiometria è finalizzata a verificare la capacità di applicare correttamente le conoscenze teoriche a problemi chimici numerici e a verificare le capacità logico-deduttive acquisite.
L’esame si ritiene superato con un voto ≥ 18/30.

- Brown, Lemay, Bursten, Murphy, Woodward “Fondamenti di Chimica” Ed. EdiSES
- Chang, Goldsby “Fondamenti di Chimica Generale” Ed. McGraw-Hill
- qualsiasi testo universitario di Chimica Generale e Inorganica

Stechiometria: D'Arrigo, Famulari, Gambarotti, Scotti “Chimica: Esercizi e Casi Pratici” Ed. EdiSES

Altro materiale didattico, se ritenuto necessario dal docente, è a disposizione dello studente sul sito e-learning

L’orario di ricevimento viene concordato tra docente e studente via e-mail. Il docente risponde solo alle e-mail firmate e provenienti dal dominio @uninsubria.it
La e-mail del docente è: lorella.izzo@uninsubria.it

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A.A. 2020/2021

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2019/2020

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2018/2019

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2017/2018

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2016/2017

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2015/2016

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE