Programmi dei corsi

 

60/57/3/2 - LABORATORIO DI CHIMICA

Anno Accademico ​2016/2017

Docente
VITO ​LIPPOLIS (Tit.)
Periodo
Primo Semestre​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale​
Lingua Insegnamento




Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/57] ​ ​BIOLOGIA [57/00 - Ord. 2012] ​ ​PERCORSO COMUNE672
Obiettivi

Fornire allo studente le nozioni di chimica necessari per i corsi successivi.

Conoscenza e capacità di comprensione:
L’insegnamento si propone di trasmettere le conoscenze di base della Chimica Generale ed Inorganica, in particolare i principi termodinamici e cinetici che regolano le reazioni chimiche. Tali conoscenze saranno impiegate nell’attuazione di semplici esercitazioni di laboratorio.
Capacità applicative:
Gli argomenti sono affrontati in modo che lo studente, approfondendo il metodo scientifico, possa affrontare le problematiche di natura chimica. Verranno, inoltre, acquisite le competenze di base per lavorare in un laboratorio: norme di sicurezza, conoscenza ed uso della vetreria e di piccola strumentazione quale bilance elettroniche, pH-metri, conduttimetri ed uno spettrofotometro UV-visibile. Verranno acquisite le nozioni e le tecniche operative per la preparazione di soluzioni a titolo noto e per la loro analisi qualitativa e quantitativa. Verranno acquisite le competenze basilari per la presentazione e la comprensione dei dati sperimentali utilizzando le corrette unità di misura, le cifre significative, l’incertezza sperimentale e mediante l’uso del metodo dei minimi quadrati per la costruzione delle rette .
Autonomia di giudizio:
Lo svolgimento degli esercizi pertinenti gli argomenti trattati nelle lezioni frontali offrirà allo studente la possibilità di valutare e verificare le conoscenze acquisite. Lo svolgimento delle esperienze in laboratorio offrirà la possibilità di mettere alla prova le nozioni acquisite relativamente alle diverse tematiche proposte. Al termine delle esperienze gli studenti dovranno compilare degli appositi questionari atti a favorire la comprensione e l’interpretazione critica dei dati sperimentali.
Abilità nella comunicazione:
Acquisizione della terminologia e conoscenze chimiche. La condivisione delle attrezzature e degli spazi durante le esperienze in laboratorio svilupperà la capacità degli studenti di lavorare in gruppo. La compilazione dei questionari e la costruzione di grafici permetterà agli studenti di acquisire dimestichezza con le calcolatrici scientifiche, con i fogli di calcolo elettronici (ad es. Graphic, o Excell) e fornirà competenze riguardo alla presentazione di dati sperimentali che abbiano rigore scientifico (corredati di incertezza sperimentale e delle opportune unità di misura).
Capacità di apprendere:
Ogni argomento trattato verrà trattato prima da un punto di vista teorico, poi verrà sviluppato praticamente attraverso delle esperienze in laboratorio e i risultati ottenuti saranno poi vagliati attraverso degli appositi questionari. Questo approccio da differenti direzioni aiuterà lo studente a sviluppare capacità di interconnessione e quindi di apprendimento.

Prerequisiti

E’ indispensabile essere in possesso delle nozioni di fisica e matematica acquisite nella scuola superiore come l’algebra delle frazioni, dei logaritmi e delle potenze, le equazioni di 1° e 2° grado e la rappresentazione grafica di funzioni semplici nel piano cartesiano.

Contenuti

Modulo Chimica Generale ed Inorganica (Prof. Isaia):

La materia e sua misura.
Atomi, molecole e ioni.
Relazioni di massa in chimica.
Reazioni in soluzione acquosa.
I gas.
Struttura elettronica, tavola periodica e andamenti periodici.
Il legame chimico.
Termochimica.
Equilibrio liquido-vapore, diagramma delle fasi, sostanze molecolari, forze intermolecolari.
Le soluzioni.
Significato di velocità di reazione.
Equilibrio chimico dei gas.
Acidi e basi, e relativi equilibri.
Equilibri di precipitazione.
Spontaneità di una reazione.
Elettrochimica.
La radioattività.
La chimica dei metalli e dei non-metalli.
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Modulo Laboratorio di Chimica (Prof. Lippolis):

Introduzione al laboratorio. Norme e dotazioni di sicurezza; attrezzatura e vetreria per laboratorio: uso, pulizia e manutenzione. Definizione di volume e massa: misure di volume (vetreria graduata e tarata, prelievo, portata a volume); misure di massa (tipi di bilance, tara). Agitatori magnetici.
Unità di misura e conversioni (S.I.)
Solubilità e soluzioni. Unità di misura delle concentrazioni. Solubilità e miscibilità, fattori che influenzano la solubilità, elettroliti e non elettroliti.
Equilibri in soluzione acquosa. Costante d’equilibrio, prodotto di solubilità. Forza degli acidi e delle basi: costanti d’equilibrio Ka e Kb, idrolisi.
Trattamento dei dati. Cifre significative, incertezza sperimentale, errore limite, propagazione dell’errore
Analisi volumetrica. Principi generali, standard primari e secondari, titolazioni acido-base, complessometriche e per precipitazione.
Acidi, basi e tamponi. Calcolo del pH di soluzioni di acidi e basi forti. Equilibri di dissociazione e calcolo del pH di soluzioni di acidi e basi deboli. Coppie coniugate acido debole-base debole. Miscele di acidi e basi coniugate. Le soluzioni tampone: preparazione, capacità e pH. Indicatori acido-base.
Curve di titolazione acido base. Costruzione dei grafici per titolazioni acido forte-base forte, acido debole-base forte (acido forte-base debole), determinazione del punto finale mediante calcolo delle derivate finite.
Potenziometria. Principi generali, elettrodi per la misura del pH, potenziometro, titolazioni potenziometriche.
Conduttimetria. Principi generali, resistenza e conducibilità, conduttanza equivalente e conduttanza molare, metodi conduttometrici di analisi.
Tecniche separazione e purificazione. Decantazione, filtrazione per gravità e a pressione ridotta, cristallizzazione. Estrazione con solvente: coefficienti di ripartizione, fattore di separabilità, teoria delle estrazioni multiple. Tecniche di estrazione discontinue e in continuo.
Tecniche spettroscopiche. Spettro elettromagnetico, natura dell’energia radiante, interazione radiazione materia.
Spettroscopia UV-visibile. Principi generali, assorbimento e transizioni elettroniche, legge di Lambert-Beer, cromofori, spettrofotometro. Determinazioni qualitative e quantitative. Retta di taratura e metodo dei minimi quadrati.

Metodi Didattici

Le lezioni si svolgeranno utilizzando proiezioni. Si svolgeranno esercitazioni in aula allo scopo di familiarizzare lo studente con la risoluzione di problemi ed esercizi numerici.

Verifica dell'apprendimento

"Modulo di Chimica Generale ed Inorganica
Iscrizione on-line, almeno 5 giorni prima della data dell''esame.
Studenti fuori corso: NON è richiesta l''iscrizione. Presentarsi direttamente alla sede della prova scritta.
L'esame consta di una prova scritta e/o un colloquio.
La prova scritta si basa su una serie di esercizi sugli argomenti indicati nel programma del corso.
La prova orale, riservata agli studenti che hanno svolto positivamente la prova scritta.
Il voto finale tiene conto di vari fattori:
Qualità delle conoscenze, abilità, competenze possedute e/o manifestate:
appropriatezza, correttezza e congruenza delle conoscenze, abilità, e competenze
Modalità espositiva:
a) Capacità espressiva;
b) Utilizzo appropriato del linguaggio specifico della disciplina;
c) Capacità logiche e consequenzialità nel raccordo dei contenuti;
e) Capacità di collegare differenti argomenti trovando i punti comuni e istituire un disegno generale coerente, ossia curando struttura, organizzazione e connessioni logiche del discorso espositivo;
f) Capacità di sintesi anche mediante l'uso del simbolismo proprio della materia e l'espressione grafica di nozioni e concetti, sotto forma per esempio di formule, schemi, equazioni.
Di conseguenza, il giudizio può essere:
a) Sufficiente (da 18 a 20/30)
Il candidato dimostra poche nozioni acquisite, livello superficiale, molte lacune. capacità espressive modeste, ma comunque sufficienti a sostenere un dialogo coerente; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di livello elementare; scarsa capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piuttosto stentata; scarsa interazione con il docente durate il colloquio.
b) Discreto (da 21 a 23)
Il candidato dimostra discreta acquisizione di nozioni, ma scarso approfondimento, poche lacune; capacità espressive piú che sufficienti a sostenere un dialogo coerente; accettabile padronanza del linguaggio scientifico; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di moderata complessità; più che sufficiente capacità di sintesi e capacità di espressione grafica accettabile.
c) Buono (da 24 a 26)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni piuttosto ampio, moderato approfondimento, con piccole lacune; soddisfacenti capacità espressive e significativa padronanza del linguaggio scientifico; capacità dialogica e spirito critico ben rilevabili; buona capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piú che accettabile.
d) Ottimo (da 27 a 29)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso, ben approfondito, con lacune marginali; notevoli capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; notevole capacità dialogica, buona competenza e rilevante attitudine alla sintesi logica; elevate capacità di sintesi e di espressione grafica.
e) Eccellente (30)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso e approfondito, eventuali lacune irrilevanti; elevate capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; ottima capacità dialogica, spiccata attitudine a effettuare collegamenti tra argomenti diversi; ottima capacità di sintesi e grande dimestichezza con l’espressione grafica.
La lode si attribuisce a candidati nettamente sopra la media, e i cui eventuali limiti nozionistici, espressivi, concettuali, logici risultino nel complesso del tutto irrilevanti.
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Modulo Laboratorio di Chimica
Iscrizione on-line, almeno 5 giorni prima della data dell''esame. Studenti fuori corso: NON è richiesta l''iscrizione. Presentarsi direttamente alla sede della prova scritta.
L’esame consta di una prova scritta. Questa si basa su una serie di esercizi sugli argomenti indicati nel programma del corso.
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Il corso di Chimica Generale e Laboratorio di Chimica prevede un unico voto di esame determinato dalla media delle votazioni (in trentesimi) riportate nei due moduli.

Testi

"Testi di riferimento:
Modulo di Chimica Generale ed Inorganica:
Chimica 6ed. Masterton Hurley - Piccin
Chimica generale 10ed. - Petrucci - Herring, Madura, Bissonnette - Piccin
Principi di Chimica - Atkins, Jones - Zanichelli
Chimica - Kotz e al. IV ed . - EdiSES.
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Modulo Laboratorio di Chimica:
A) Laboratorio di Chimica, M. Consiglio, V. Frenna, S. Orecchio; EdiSES.
B) Elementi di Chimica Analitica, D. C. Harris; Zanichelli."

Altre Informazioni

"Esercizi di preparazione all'esame: (dal testo consigliato Chimica di Masterton e al. 6ed.)
Cap 1. 1 - 16, 31 - 34, 51 - 56.
Cap 2. 8 - 18, 27 - 46.
Cap 3.
Cap 4. 1 - 14, 27 - 35, 38 - 39, 49 - 58.
Cap 5. 5 - 8, 12, 14, 16, 22, 31 - 34, 38, 39, 41, 47, 50.
Cap 6. 17, 21, 22, 27 - 29, 39 - 42, 49.
Cap 8. 1, 3, 7a/d, 22 - 24, 37, 38, 57, 58.
Cap 9. 15 - 18, 27, 28.

Esercizi di preparazione all'esame: (dal testo consigliato Chimica di Kotz e al. IV Ed.)
Cap 1. 1 - 51
Cap 2. 1 - 70
Cap 3. 1 - 6, 9 - 52
Cap 4. 1 - 16, 37 - 66
Cap 5. 7 - 13, 19 - 21, 27 - 30, 47 - 48, 50, 59 - 62
Cap 6. 27 - 28, 31 - 37, 43, 47, 51, 55 - 56, 67(a/h),68(a/i)
Cap 7. 1 - 7, 11 -15, 17 - 18, 27 - 30, 37. 40 - 42, 51
Cap 8. 1 - 7, 9, 10(a/b), 17 - 20, 27 - 28, 31 - 33, 37 - 40, 52, 93 - 96
Cap 9. 1 - 3, 15 - 16, 18, 21 - 23, 40
Cap 11. 1 - 7, 9 - 12, 15 - 24, 27 - 28, 31 - 33, 37 - 40, 52, 93 - 96
Cap 12. 1 - 17, 19 - 21, 23 - 24, 29, 33 50
Cap 14. 9 - 11, 13, 15 - 20, 45 - 48, 69, 72
Cap 15. 1 - 5, 7 - 8, 11, 13
Cap 16. 1 - 13, 18, 25 - 29, 67 - 69
Cap 17. 1 - 13, 18, 23 - 24, 27 - 39, 41 -43 45 -49, 51 - 59, 61 - 66, 69 - 70 87 91
Cap 18. 1 - 7, 9 - 14, 19 - 22, 37 - 56, 59 - 64, 83 - 84
Cap 19. 1, 3 - 12, 15 - 17, 19, 21, 27, 29
Cap 20. 1 - 3, 7 - 10, 13 - 23, 25 - 35, 51, 57, 63
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Testi di esami relativi ad anni precedenti"