CHIMICA FISICA
cod. 00122

Anno accademico 2007/08
2° anno di corso - Primo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Chimica fisica (CHIM/02)
Field
Biologico-chimico
Tipologia attività formativa
Affine/Integrativa
32 ore
di attività frontali
4 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

<br />Sono obiettivi del corso:1. Stabilire e sviluppare i principi atti a spiegare ed ad interpretare le reazioni e le trasformazioni chimiche; <br />2. insegnare l’utilizzo dei “modelli”, peculiarità della Chimica Fisica;<br />3. fornire le nozioni fondamentali di termodinamica e cinetica, con particolare enfasi per gli aspetti che costituiscono le basi per l'interpretazione dell’energetica dei sistemi biologici;<br />4. mostrare come una lettura in chiave termodinamica costituisca la base per la comprensione dei principali meccanismi connessi con la conservazione degli alimenti (attività dell’acqua, etc.);<br />5. introdurre i principi fondamentali della chimica colloidale, fondamento delle caratteristiche strutturali e funzionali degli alimenti.

Prerequisiti

Il Corso non ha propedeuticità ufficiali. Si consiglia però, per un più fruttuoso apprendimento, di fare precedere l’esame di Chimica Fisica da quelli di Chimica Generale e Inorganica, Matematica e Fisica.

Contenuti dell'insegnamento

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<strong>Termodinamica classica applicata a sistemi chimici e biologici con elementi di termodinamica statistica</strong>: Principi della termodinamica. Variabili e funzioni di stato. Dipendenza delle grandezze termodinamiche da pressione e temperatura. Termochimica. Calorimetria. Concetti introduttivi di termodinamica statistica. Entropia: approccio classico e statistico con relativi esempi. <br />
<strong>Equilibri di fase nelle sostanze pure</strong>. Condizioni di equilibrio fra le fasi. Diagrammi di fase. Equazione di Clapeyron e di Clausius-Clapeyron. Liquefazione dei gas e fenomeni critici. Equazione degli stati corrispondenti. Regola delle fasi.<br />
Proprietà termodinamiche delle soluzioni. Sistemi aperti e quantità molari parziali. Soluzioni ideali e soluzioni reali. Attività e fugacità. L’attività dell’acqua negli alimenti. <strong>Equilibrio fra le fasi nei sistemi binari</strong>. Distillazione frazionata. Azeotropo, eutettico, lacuna di miscibilità, formazione di composti. Il potenziale chimico del solvente. Proprietà colligative. Equilibri di fase in presenza di una membrana semipermeabile: pressione osmotica. Soluzioni di macromolecole. <br />
<strong>Equilibrio in una reazione chimica</strong>. Condizioni di equilibrio. Energia libera e costante di equilibrio. Definizione degli stati standard. Attività e forza ionica. <br />
<strong>Forze intermolecolari</strong>. Dipoli permanenti e indotti, polarizzabilità. Forze di Van der Waals. Potenziale di Lennard-Jones. Interazioni idrofobiche. Coefficiente di ripartizione.<strong>Cenni sui sistemi colloidali</strong>. Introduzione allo stato colloidale ed alla stabilità dei sistemi dispersi. Classificazione. Tensione superficiale ed energia libera di superficie. Forze intermolecolari nei sistemi colloidali. Teoria DLVO. I tensioattivi: struttura e classificazione. Sistemi micellari in fase acquosa. Emulsioni. Emulsionanti e stabilizzanti in campo alimentare. Microemulsioni. Cristalli liquidi liotropici e termotropici. </p>

Programma esteso

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Bibliografia

- P. W. Atkins, J. De Paula, Elementi di Chimica Fisica, terza edizione, Zanichelli, Bologna, 2007<br />
- P. W. Atkins, J. De Paula, Chimica Fisica Biologica, prima edizione italiana, Zanichelli, Bologna 2008

Metodi didattici

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<strong>Metodologie di insegnamento</strong>: lezioni frontali con l’ausilio di lucidi e/o presentazioni a computer, a disposizione degli studenti prima delle lezioni stesse. <br />
 <br />
<strong>Modalità d'esame</strong>: Durante il corso sono previste 2 prove scritte in itinere, a cadenza mensile, il cui esito positivo comporta il superamento dell’esame. In alternativa, l’esame finale è scritto, con possibilità di verifica orale.

Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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