Catalogo dei Corsi di studio

Obiettivo generale.
Il corso ha lo scopo di dotare lo studente di una solida base nei concetti fondamentali della chimica, con particolare riferimento alla chimica degli elementi, che saranno patrimonio culturale del laureato in CTF. In esso vengono trattati gli argomenti indispensabili per una corretta comprensione della materia e delle sue trasformazioni. Su questa base si potranno fondare le competenze che lo studente avrà modo di acquisire negli insegnamenti degli anni successivi. Il corso prevede esercitazioni numeriche che rendono lo studente in grado di affrontare i problemi che incontrerà nei vari ambiti della chimica, fornendo gli strumenti essenziali per la loro analisi.

Obiettivi specifici.
Conoscenza e capacità di comprensione.
Lo studente avrà modo di conoscere strutture e modelli della chimica generale, acquisire padronanza dei concetti alla base delle proprietà e reattività della materia, degli elementi e dei composti chimici e comprendere le problematiche inerenti alla stechiometria. Conosce quindi i principi fondamentali della chimica generale a partire dalla struttura atomica, la tavola periodica e il legame chimico, fino alle reazioni chimiche (aspetti quali e quantitativi) con elementi di cinetica e termodinamica chimica e descrizione degli stati di aggregazione della materia. E’ in grado di descrivere gli equilibri (eterogenei e omogenei) ed i fondamenti dell'elettrochimica. Avrà inoltre acquisito una conoscenza di base delle proprietà degli elementi e dei loro composti.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Al completamento del corso lo studente sarà in grado di correlare tra loro i vari argomenti sviluppati nel programma mettendo in relazione le proprietà della materia con le proprietà degli atomi e delle molecole. Avrà inoltre acquisito familiarità con l’applicazione corretta e appropriata di strumenti di calcolo, utilizzando le metodiche disciplinari di indagine, al fine di risolvere quesiti applicativi.

Autonomia di giudizio.
Lo svolgimento degli esercizi pertinenti gli argomenti trattati nelle lezioni frontali offrirà allo studente la possibilità di mettere alla prova le nozioni acquisite relativamente alle diverse tematiche proposte. Ciò permette di sviluppare la capacità di applicare le nozioni studiate a casi pratici e di valutare criticamente l’esito e il metodo usato nelle procedure adottate.

Abilità comunicative.
Oltre a fornire le conoscenze di base, il corso vuole fare acquisire allo studente padronanza di linguaggio ed uso appropriato della terminologia chimica e del metodo scientifico, indispensabili per comunicare nel contesto scientifico nazionale e internazionale. A questo scopo si dedica ampio spazio agli interventi e discussioni informali durante le lezioni e alla prova orale di esame.

Capacità di apprendimento.
Lo stimolo ad utilizzare un corretto formalismo scientifico e di formulare deduzioni logicamente consistenti a partire dai concetti e principi che stanno alla base della scienza chimica costituiscono un solido addestramento verso la crescita culturale nell’autonomia degli studi e delle attività professionali future.

Programma

Nozioni introduttive. Oggetto della ricerca chimica. Fenomeni chimici. Leggi fondamentali della chimica. Particelle elementari, Protone, Neutrone, Elettrone, Numero atomico, Numero di massa, Simboli e notazione chimica. La mole. Teoria atomica. Atomi e loro proprietà. Massa atomica. Numero di Avogadro. Molecole e peso molecolare. Tipi di composti chimici e loro nomenclatura. Reazioni chimiche, Reazioni acido-base, reazioni di ossido-riduzione, conservazione della massa e della carica, bilanciamento di una reazione chimica, Calcoli stechiometrici, Bilanciamento delle reazioni di ossido-riduzione. Applicazioni numeriche.
Struttura atomica. Effetto fotoelettrico. Ipotesi di Plank. Spettri atomici. Modello di Bohr. Ipotesi di De Broglie, Modello ondulatorio dell’atomo di idrogeno. Numeri quantici e orbitali atomici, Spin elettronico, Principio di esclusione di Pauli, Configurazione elettronica degli atomi polielettronici. Tavola periodica. Metalli e non-metalli.
Legame chimico: concetto di valenza. I diversi tipi di legame e loro proprietà: ordine, energia, distanza di legame, momento dipolare. Teoria del legame di valenza e degli orbitali molecolari. Legami σ e π. Orbitali ibridi, risonanza. Geometria molecolare, Modello della repulsione delle coppie elettroniche (VSEPR), Elettronegatività, Molecole polari. Legami intermolecolari. 30 ore

Stati di aggregazione e cambiamenti di stato. Stato aeriforme, liquido e solido. Diagrammi di stato. Le soluzioni e le loro proprietà colligative. Equilibri tra fasi e regole delle fasi. Principio di Le Chatelier. Cenni di termodinamica. Concetto di equilibrio. Principi della termodinamica. Alcune funzioni termodinamiche. Termochimica. Reazioni ed equilibri chimici. Criteri termodinamici per la spontaneità e l’equilibrio nelle trasformazioni chimiche. Costante di equilibrio e leggi di Van’t Hoff. Fattori che influenzano la posizione dell’equilibrio. Applicazioni numeriche. 30 ore

Dissociazione elettrolitica. Elettroliti e loro proprietà in soluzione. Acidi e basi. Definizione e teorie sugli equilibri acido-base. Relazioni tra struttura molecolare e proprietà acido-base. Equilibri acido-base nelle soluzioni acquose. Titolazioni. Indicatori. Solubilità. Equilibri di solubilità e fattori che li influenzano. Elettrochimica. Reazioni di ossidoriduzione. Pile e semielementi. Potenziali normali, forza elettromotrice, equazione di Nernst. Elettrolisi e leggi di Faraday. Elementi di cinetica. Velocità, ordine, molecolarità di una reazione, costante cinetica e sua dipendenza dalla temperatura. Equazione di Arrhenius, energia di attivazione. Cenni sulla teoria delle collisioni. Catalisi. Cenni di Chimica inorganica. Nomenclatura sistematica. Elementi dei gruppi principali e loro composti. Applicazioni numeriche. 30 ore

La docente rende disponibile sul sito del corso il materiale didattico esposto durante le lezioni così da consentire agli studenti di avere una precisa idea sulla materia svolta e sul grado di approfondimento.
Per informazioni aggiuntive vedere il sito dell'insegnamento sulla piattaforma e-learning: https://elearning.uniroma1.it/course/view.php?id=685 ; https://elearning.uniroma1.it/course/view.php?id=3844

Testi adottati

M. Schiavello, L. Palmisano “Fondamenti di Chimica” EdiSES
F. Cacace, U. Croatto “Istituzioni di Chimica” La Sapienza Editrice
M. Speranza “Chimica Generale e Inorganica” EdiErmes
J. C. Kotz, P. M. Treichel, J. R. Townsend “Chimica” EdiSES
Whitten, Davis, Peck, Stanley “Chimica” Piccin
Zanello, Gobetto, Zanoni “Conoscere la Chimica” Casa Editrice Ambrosiana
F. Cacace, M. Schiavello “Stechiometria” Bulzoni Editore
P. Michelin Lausarot, G.A. Vaglio “Fondamenti di stechiometria” Piccin

Bibliografia di riferimento

Altri testi: D. W. Oxtoby, H. P. Gillis, A. Campion “Chimica moderna” EdiSES P. Atkins, L. Jones “Fondamenti di chimica generale” Zanichelli R. H. Petrucci, F. G. Herring, J. D. Madura, C. Bissonnette “Chimica generale” Piccin

Prerequisiti

Sebbene non sia stata introdotta alcuna norma di propedeuticità, è importante possedere le seguenti conoscenze preliminari: • Concetti fondamentali di algebra elementare, uso di potenze e logaritmi, metodi per la risoluzione di equazioni di primo e secondo grado e di sistemi di equazioni lineari. Elementi di analisi matematica (limiti, derivate, integrali, funzioni) • Elementi di fisica (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo).

Modalità di valutazione

Lo scopo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di comprensione e approfondimento sulla materia esposta durante il corso. Essa intende anche valutare le capacità di ragionamento dello studente e la capacità di sintesi degli argomenti svolti nella visione di un quadro organico della materia.
L’esame si compone di una prova scritta di risoluzione di esercizi numerici superata la quale, alcuni giorni dopo, si ha la prova orale. Lo studente ha anche la possibilità di dilazionare la prova orale fino a due appelli successivi a quello in cui ha superato la prova scritta.
Al termine della prova orale che conclude l’esame, la valutazione (in trentesimi) terrà conto dei seguenti contributi:
1) Livello di preparazione sulla materia dell’intero programma;
2) Capacità di esprimere le competenze acquisite;
3) Capacità di collegamento e di sintesi tra i vari argomenti.
Per conseguire il superamento dell’esame con il minimo dei voti basta una conoscenza sufficiente degli argomenti trattati, nelle varie parti del programma. Per raggiungere il punteggio pieno pari a 30/30 e lode, lo studente deve aver acquisito una ottima conoscenza di tutti gli argomenti materia del corso, nonché esporli e raccordarli in modo logico e coerente.
Le prove di esame si svolgono nei periodi d’esame previsti dal regolamento didattico di ateneo mentre sono escluse prove in itinere per non interferire con lo svolgimento e la frequenza regolare alle lezioni del semestre, come stabilito dal consiglio di corso di studio.

Data inizio prenotazione	Data fine prenotazione	Data appello
02/01/2019	11/02/2019	12/02/2019
02/06/2019	23/06/2019	24/06/2019
02/06/2019	23/06/2019	24/06/2019
28/06/2019	15/07/2019	16/07/2019
28/06/2019	15/07/2019	16/07/2019
25/07/2019	18/09/2019	19/09/2019
25/07/2019	18/09/2019	19/09/2019
02/01/2020	26/01/2020	27/01/2020
02/01/2020	26/01/2020	27/01/2020

Programma

Misure sperimentali e cifre-significative. Rapporti ponderali nelle combinazioni chimiche. Peso atomico, abbondanza isotopica, peso molecolare, peso formale. Concetto di mole. Formule chimiche. Equazioni chimiche e loro significato quantitativo. Bilanciamento delle equazioni chimiche. Numero di ossidazione. Reazioni di ossido-riduzione e loro bilanciamento. Peso equivalente di combinazione, di neutralizzazione e di ossidoriduzione. Rapporti quantitativi fra sostanze che partecipano ad una reazione. (8 ore)

Le soluzioni. Concentrazione e sue unità: molarità, normalità, molalità, frazione molare, percento in peso, percento in volume. Diluizione e mescolamento di soluzioni. Densità. Analisi volumetrica. Soluzioni titolate. Lo stato gassoso: unità relative a volume, pressione e temperatura. Le leggi dei gas ideali: legge di Boyle, legge di Charles, legge di Gay-Lussac. Principio di Avogadro. Equazione di stato dei gas ideali. Densità. Miscele di gas. Pressioni parziali. Legge di Dalton. Proprietà colligative. Proprietà colligative delle soluzioni di non elettroliti: tensione di vapore, legge di Raoult, innalzamento ebullioscopio ed abbassamento crioscopico, pressione osmotica. Dissociazione elettrolitica. Elettroliti deboli e forti. Grado di dissociazione. Effetto della dissociazione elettrolitica sulle proprietà colligative. Binomio di van’t Hoff. Dissociazione termica. Grado di dissociazione. Analisi indiretta. (8 ore)

Legge di azione di massa. Diverse forme della costante di equilibrio e loro relazioni. Equilibri in fase omogenea ed eterogenea. Applicazione del principio di Le Chatelier. Legge di azione di massa relativa agli elettroliti. Legge di Ostwald. Equilibri acido-base. Prodotto ionico dell’acqua. pH. Soluzioni di acidi e basi forti e di acidi e basi monoprotici deboli. Dissociazione di acidi poliprotici. Soluzioni tampone. Equilibri acido-base nelle soluzioni saline: sali di acidi poliprotici e anfoliti. Titolazioni. Indicatori. Equilibri di solubilità. Solubilità. Prodotto di solubilità. Effetto dello ione comune. Condizione di formazione dei precipitati. Precipitazione frazionata. Pile. Semielementi e loro rappresentazione. Potenziale normale. Equazione di Nernst. Vari tipi di elettrodi e loro applicazioni (14 ore)

Testi adottati

F. Cacace, M. Schiavello “Stechiometria” Bulzoni Editore
P. Michelin Lausarot, G.A. Vaglio “Fondamenti di stechiometria” Piccin

Prerequisiti

Sebbene non sia stata introdotta alcuna norma di propedeuticità, è importante possedere le seguenti conoscenze preliminari: • Concetti fondamentali di algebra elementare, uso di potenze e logaritmi, metodi per la risoluzione di equazioni di primo e secondo grado e di sistemi di equazioni lineari.

Modalità di frequenza

La frequenza non è obbligatoria ma fortemente raccomandata

Modalità di valutazione

Fare riferimento a quanto descritto dalla Prof.ssa Simonetta Fornarini per il corso di Chimica Generale ed Inorganica.

Programma

Nozioni introduttive. Oggetto della ricerca chimica. Fenomeni chimici. Leggi fondamentali della chimica. Particelle elementari, Protone, Neutrone, Elettrone, Numero atomico, Numero di massa, Simboli e notazione chimica. La mole. Teoria atomica. Atomi e loro proprietà. Massa atomica. Numero di Avogadro. Molecole e peso molecolare. Tipi di composti chimici e loro nomenclatura. Reazioni chimiche, Reazioni acido-base, reazioni di ossido-riduzione, conservazione della massa e della carica, bilanciamento di una reazione chimica, Calcoli stechiometrici, Bilanciamento delle reazioni di ossido-riduzione. Applicazioni numeriche.
Struttura atomica. Effetto fotoelettrico. Ipotesi di Plank. Spettri atomici. Modello di Bohr. Ipotesi di De Broglie, Modello ondulatorio dell’atomo di idrogeno. Numeri quantici e orbitali atomici, Spin elettronico, Principio di esclusione di Pauli, Configurazione elettronica degli atomi polielettronici. Tavola periodica. Metalli e non-metalli.
Legame chimico: concetto di valenza. I diversi tipi di legame e loro proprietà: ordine, energia, distanza di legame, momento dipolare. Teoria del legame di valenza e degli orbitali molecolari. Legami σ e π. Orbitali ibridi, risonanza. Geometria molecolare, Modello della repulsione delle coppie elettroniche (VSEPR), Elettronegatività, Molecole polari. Legami intermolecolari. 30 ore

Stati di aggregazione e cambiamenti di stato. Stato aeriforme, liquido e solido. Diagrammi di stato. Le soluzioni e le loro proprietà colligative. Equilibri tra fasi e regole delle fasi. Principio di Le Chatelier. Cenni di termodinamica. Concetto di equilibrio. Principi della termodinamica. Alcune funzioni termodinamiche. Termochimica. Reazioni ed equilibri chimici. Criteri termodinamici per la spontaneità e l’equilibrio nelle trasformazioni chimiche. Costante di equilibrio e leggi di Van’t Hoff. Fattori che influenzano la posizione dell’equilibrio. Applicazioni numeriche. 30 ore

Dissociazione elettrolitica. Elettroliti e loro proprietà in soluzione. Acidi e basi. Definizione e teorie sugli equilibri acido-base. Relazioni tra struttura molecolare e proprietà acido-base. Equilibri acido-base nelle soluzioni acquose. Titolazioni. Indicatori. Solubilità. Equilibri di solubilità e fattori che li influenzano. Elettrochimica. Reazioni di ossidoriduzione. Pile e semielementi. Potenziali normali, forza elettromotrice, equazione di Nernst. Elettrolisi e leggi di Faraday. Elementi di cinetica. Velocità, ordine, molecolarità di una reazione, costante cinetica e sua dipendenza dalla temperatura. Equazione di Arrhenius, energia di attivazione. Cenni sulla teoria delle collisioni. Catalisi. Cenni di Chimica inorganica. Nomenclatura sistematica. Elementi dei gruppi principali e loro composti. Applicazioni numeriche. 30 ore

La docente rende disponibile sul sito del corso il materiale didattico esposto durante le lezioni così da consentire agli studenti di avere una precisa idea sulla materia svolta e sul grado di approfondimento.
Per informazioni aggiuntive vedere il sito dell'insegnamento sulla piattaforma e-learning: https://elearning.uniroma1.it/course/view.php?id=685 ; https://elearning.uniroma1.it/course/view.php?id=3844

Testi adottati

M. Schiavello, L. Palmisano “Fondamenti di Chimica” EdiSES
F. Cacace, U. Croatto “Istituzioni di Chimica” La Sapienza Editrice
M. Speranza “Chimica Generale e Inorganica” EdiErmes
J. C. Kotz, P. M. Treichel, J. R. Townsend “Chimica” EdiSES
Whitten, Davis, Peck, Stanley “Chimica” Piccin
Zanello, Gobetto, Zanoni “Conoscere la Chimica” Casa Editrice Ambrosiana
F. Cacace, M. Schiavello “Stechiometria” Bulzoni Editore
P. Michelin Lausarot, G.A. Vaglio “Fondamenti di stechiometria” Piccin

Bibliografia di riferimento

Altri testi: D. W. Oxtoby, H. P. Gillis, A. Campion “Chimica moderna” EdiSES P. Atkins, L. Jones “Fondamenti di chimica generale” Zanichelli R. H. Petrucci, F. G. Herring, J. D. Madura, C. Bissonnette “Chimica generale” Piccin

Prerequisiti

Sebbene non sia stata introdotta alcuna norma di propedeuticità, è importante possedere le seguenti conoscenze preliminari: • Concetti fondamentali di algebra elementare, uso di potenze e logaritmi, metodi per la risoluzione di equazioni di primo e secondo grado e di sistemi di equazioni lineari. Elementi di analisi matematica (limiti, derivate, integrali, funzioni) • Elementi di fisica (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo).

Modalità di valutazione

Lo scopo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di comprensione e approfondimento sulla materia esposta durante il corso. Essa intende anche valutare le capacità di ragionamento dello studente e la capacità di sintesi degli argomenti svolti nella visione di un quadro organico della materia.
L’esame si compone di una prova scritta di risoluzione di esercizi numerici superata la quale, alcuni giorni dopo, si ha la prova orale. Lo studente ha anche la possibilità di dilazionare la prova orale fino a due appelli successivi a quello in cui ha superato la prova scritta.
Al termine della prova orale che conclude l’esame, la valutazione (in trentesimi) terrà conto dei seguenti contributi:
1) Livello di preparazione sulla materia dell’intero programma;
2) Capacità di esprimere le competenze acquisite;
3) Capacità di collegamento e di sintesi tra i vari argomenti.
Per conseguire il superamento dell’esame con il minimo dei voti basta una conoscenza sufficiente degli argomenti trattati, nelle varie parti del programma. Per raggiungere il punteggio pieno pari a 30/30 e lode, lo studente deve aver acquisito una ottima conoscenza di tutti gli argomenti materia del corso, nonché esporli e raccordarli in modo logico e coerente.
Le prove di esame si svolgono nei periodi d’esame previsti dal regolamento didattico di ateneo mentre sono escluse prove in itinere per non interferire con lo svolgimento e la frequenza regolare alle lezioni del semestre, come stabilito dal consiglio di corso di studio.

Data inizio prenotazione	Data fine prenotazione	Data appello
02/01/2019	11/02/2019	12/02/2019
02/06/2019	23/06/2019	24/06/2019
02/06/2019	23/06/2019	24/06/2019
28/06/2019	15/07/2019	16/07/2019
28/06/2019	15/07/2019	16/07/2019
25/07/2019	18/09/2019	19/09/2019
25/07/2019	18/09/2019	19/09/2019
02/01/2020	26/01/2020	27/01/2020
02/01/2020	26/01/2020	27/01/2020

Programma

10 ORE
Misure sperimentali e cifre-significative. Rapporti ponderali nelle combinazioni chimiche. Peso atomico, abbondanza isotopica, peso molecolare, peso formale. Concetto di mole. Formule chimiche. Equazioni chimiche e loro significato quantitativo. Bilanciamento delle equazioni chimiche. Numero di ossidazione. Reazioni di ossido-riduzione e loro bilanciamento. Peso equivalente di combinazione, di neutralizzazione e di ossidoriduzione. Rapporti quantitativi fra sostanze che partecipano ad una reazione. Le soluzioni. Concentrazione e sue unità: molarità, normalità, molalità, frazione molare, percento in peso, percento in volume. Diluizione e mescolamento di soluzioni. Densità. Analisi volumetrica. Soluzioni titolate.

10 ORE
Lo stato gassoso: unità relative a volume, pressione e temperatura. Le leggi dei gas ideali: legge di Boyle, legge di Charles, legge di Gay-Lussac. Principio di Avogadro. Equazione di stato dei gas ideali. Densità. Miscele di gas. Pressioni parziali. Legge di Dalton. Proprietà colligative. Proprietà colligative delle soluzioni di non elettroliti: tensione di vapore, legge di Raoult, innalzamento ebullioscopio ed abbassamento crioscopico, pressione osmotica. Dissociazione elettrolitica. Elettroliti deboli e forti. Grado di dissociazione. Effetto della dissociazione elettrolitica sulle proprietà colligative. Binomio di van’t Hoff. Dissociazione termica. Grado di dissociazione. Analisi indiretta.

10 ORE
Legge di azione di massa. Diverse forme della costante di equilibrio e loro relazioni. Equilibri in fase omogenea ed eterogenea. Applicazione del principio di Le Chatelier. Legge di azione di massa relativa agli elettroliti. Legge di Ostwald. Equilibri acido-base. Prodotto ionico dell’acqua. pH. Soluzioni di acidi e basi forti e di acidi e basi monoprotici deboli. Dissociazione di acidi poliprotici. Soluzioni tampone. Equilibri acido-base nelle soluzioni saline: sali di acidi poliprotici e anfoliti. Titolazioni. Indicatori. Equilibri di solubilità. Solubilità. Prodotto di solubilità. Effetto dello ione comune. Condizione di formazione dei precipitati. Precipitazione frazionata. Pile. Semielementi e loro rappresentazione. Potenziale normale. Equazione di Nernst. Vari tipi di elettrodi e loro applicazioni.

Testi adottati

"STECHIOMETRIA" di F. Cacace, M. Schiavello, Bulzoni Editore

"CHIMICA GENERALE ed INORGANICA" di M. Speranza, EDI Ermes

Prerequisiti

Proprietà di logaritmi e potenze Concetti elementari di algebra (equazioni di primo e secondo grado)

Modalità di frequenza

Consigliata

Modalità di valutazione

Fare riferimento a quanto descritto dalla Prof.ssa Simonetta Fornarini per il corso di Chimica Generale ed Inorganica.