Obiettivi formativi
Fornire agli studenti del primo anno i concetti basilari della chimica e un metodo di approccio ai problemi chimici.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Gli strumenti della chimica. Atomi ed elementi. Composti e molecole. Reazioni chimiche: introduzione. Le reazioni in soluzione acquosa. Termochimica. Strutture atomica e molecolare. La struttura dell’atomo. Configurazione elettronica degli atomi e periodicità. Concetti di base sul legame chimico e sulla struttura molecolare. Ulteriori concetti sul legame chimico: ibridazione di orbitali, orbitali molecolari e legame metallico. Stati di aggregazione della materia: i gas e le leggi che regolano il loro comportamento. Le forze intramolecolari: i liquidi e i solidi. Le soluzioni ed il loro comportamento. Il controllo delle reazioni chimiche: aspetti termodinamici e cinetici. Termodinamica: i principi della termodinamica e le loro implicazioni nel contesto chimico. La spontaneità delle reazioni. Entropia e energia libera. Equilibrio chimico: concetti generali. La chimica degli acidi e delle basi. Reazioni tra acidi e basi. Sistemi tampone. Reazioni di precipitazione. Termodinamica delle reazioni di ossidoriduzione. Elettrochimica. Cinetica: velocità e meccanismi delle reazioni chimiche. La chimica degli elementi e dei loro composti: i blocchi s e p e gli elementi di transizione di importanza biologica.
Modulo di esercitazioni
Stechiometria. Peso equivalente. Reazioni chimiche. Normalità. Reazioni redox. Principi dell'analisi volumetrica. Equilibri in soluzione. pH. Soluzioni tampone.
Esercitazioni pratiche: determinazione dello zero assoluto da misure di variazioni di volumi di gas in funzione della temperatura - Determinazione del titolo di una soluzione. Titolazione di un acido forte con una base forte- Titolazione ossidimetrica - pHmetria.
Programma esteso
Teoria atomica e molecolare
Atomi ed elementi - Composti e molecole – Nomenclatura chimica Inorganica - Reazioni chimiche: introduzione - Le reazioni in soluzione acquosa
Struttura atomica e molecolare
La struttura dell'atomo - Configurazione elettronica degli atomi e periodicità - Concetti di base sul legame chimico e sulla struttura molecolare: Teoria di Lewis e VSEPR (forma e polarità delle molecole), Teoria VB (ibridizzazione) e Teoria MO (applicazione con molecole biatomiche omo- e eteronucleari) -
Termodinamica
Stati di aggregazione della materia - I gas ed il loro comportamento - Forze intermolecolari - Termodinamica: i principi della termodinamica e le loro implicazioni nel contesto chimico – Termochimica - La spontaneità delle reazioni chimiche: l'entropia e l'energia libera di Gibbs - Equilibrio chimico: concetti generali - La chimica degli acidi e delle basi - Sistemi tampone – Solubilità -
Cinetica
Velocità di reazione – Equazioni cinetiche – Ordine di reazione – Equazione di Arrhenius – Teoria dello stato attivato - Meccanismi delle reazioni chimiche –
Esercitazioni
Stechiometria. Bilanciamento delle reazioni chimiche. Reagente limitante. Principi dell'analisi volumetrica. Equilibri in soluzione. Calcolo del pH in soluzioni di acidi e basi deboli. Soluzioni tampone. Calcoli di solubilità.
Bibliografia
Brian B Laird Chimica Generale
McGraw-Hill, Milano
Raymond Chang FONDAMENTI DI CHIMICA GENERALE McGraw Hill, Milano
Metodi didattici
Il corso e' basato su lezioni orali supportate da materiale accessibile online nel sito di Biotecnologie (biotecnologie.unipr.it). In corso d'anno sono previste prove estemporanee per verificare il livello di comprensione degli studenti.
L'esame e' scritto e consiste in una serie di domande che ripercorrono, nell'ordine, l'organizzazione del corso: teoria atomica e molecolare (nomenclatura e stechiometria), legame chimico (forma delle molecole), termodinamica (termochimica ed equilibri in soluzione) e cinetica (meccanismi di reazione).
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto
Altre informazioni
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