Programmi

 

60/63/51 - GEOCHIMICA

Anno Accademico ​2015/2016

Docente
ROSA ​CIDU (Tit.)
Periodo
Primo Semestre ​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale ​
Lingua Insegnamento
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Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/63] ​ ​SCIENZE GEOLOGICHE [63/00 - Ord. 2010] ​ ​PERCORSO COMUNE760
Obiettivi

il corso di geochimica si propone di fornire allo studente una preparazione di base adeguata per la comprensione dei principali processi geochimici che coinvolgono la distribuzione degli elementi chimici ed i loro isotopi nei materiali terrestri, il loro trasferimento all’interno delle sfere geochimiche (litosfera, idrosfera, atmosfera, biosfera) e da una sfera geochimica all’altra.

Prerequisiti

Lo studente deve conoscere i concetti generali di chimica inorganica (in particolare, struttura atomica, tabella periodica degli elementi, proprietà degli elementi chimici, reazioni acido-base e redox) e matematica (logaritmi, derivate e integrali)

Contenuti

Cosmochimica e Cristallochimica. Abbondanza degli elementi nel cosmo, nelle meteoriti e nel pianeta Terra e loro distribuzione nelle sfere geochimiche. Influenza delle proprietà periodiche degli elementi sul loro comportamento geochimico (elementi alcalini e alcalino-terrosi, alogeni, gas nobili, elementi di transizione, C, N, S). Calcolo della energia molecolare: potenziale coulombico, repulsivo, dispersivo. Calcolo della energia reticolare. Ciclo termochimico Born-Haber-Fayans. Coefficienti di espansione termica e compressibilità. Modello ionico: regole di Goldschmidt e classificazione degli elementi.
Termodinamica e termochimica. Richiamo dei concetti generali. Energia libera di Gibbs e potenziale chimico. Concetto di stato standard e attività termodinamica. Calore specifico. Composizione e proprietà dei fusi silicatici. Miscele solide. Esempi di sistemi binari con miscibilità totale, parziale o nulla allo stato solido (diagrammi di Roozeboom). Esempi di sistemi ternari semplici e diagrammi.
Geochimica dei gas. Proprietà delle miscele gassose. Carta universale dei gas. Solubilità dei gas. Componenti gassosi nell'atmosfera. Gas inerti e reattivi. Composizione e speciazione dei gas vulcanici.
Geochimica delle soluzioni. Soluzioni elettrolitiche. Concetto di forza ionica e calcolo del coefficiente di attività. Processi di solvatazione e idrolisi. Ruolo del pH e del potenziale di ossido-riduzione (Eh) nelle soluzioni acquose. Diagrammi Eh-pH. Concetto di speciazione. Complessi acquosi inorganici ed organici. Solubilità dei minerali e cinetiche di reazione. Equilibri chimici in soluzione: esempio delle specie carbonatiche. Processi di interazione acqua-roccia: ambiente silicatico, ambiente carbonatico, presenza di minerali solfurei. Composizione acqua di pioggia e acqua del suolo. Sistema acqua di mare. Ruolo della biosfera ed influenza antropica sulla composizione delle acque.
Geochimica isotopica. Composizione isotopica. Processi di frazionamento e notazioni per isotopi stabili. Processi di decadimento radioattivo e legge del decadimento. Esempi di metodi di datazione: C-14, Rb-Sr, Sm-Nd, uranio e torio. Retta isocrona e curva concordia. Condizioni necessarie per l’applicazione dei metodi radiochimici nelle scienze geologiche.

Metodi Didattici

Lezioni frontali con proiezione di file ppt e spiegazioni alla lavagna. Attività pratiche in laboratorio e campagna.

Verifica dell'apprendimento

Durante il corso, gli studenti sono chiamati a rispondere a domande sugli argomenti trattati, svolgere test ed esercizi scritti su tematiche specifiche, misurare alcuni parametri chimici in laboratorio e campagna. esame finale orale: allo studente saranno rivolte alcune domande sugli argomenti trattati a lezione (cristallochimica, termodinamica, geochimica dei gas e delle soluzioni, geochimica isotopica e metodi radiometrici). Sarà verificata la capacità di interpretare grafici e figure che riportano dati geochimici.

Testi

G. Ottonello "Principi di geochimica", Zanichelli, 1991
A. Longinelli, S. Deganello “Introduzione alla geochimica”, UTET, 1999
AA.VV Handbook of Geochemistry 2003

Schede per studenti fornite dal docente

Altre Informazioni

materiale didattico di supporto: schede per gli studenti in file pdf

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