Obiettivi formativi
Conoscenze e comprensione:
Al termine del corso ci si attende che lo studente conosca i concetti di base necessari per lo studio della Chimica. In particolare lo studente comprenderà i due aspetti fondamentali della chimica di base: l'aspetto numerico/stechiometrico (calcoli fondamentali, utilizzo corretto di formule) e l'aspetto pratico/sperimentale (partecipazione attiva alle esercitazioni di laboratorio, utilizzo delle attrezzature di base del laboratorio chimico). Lo studente avrà conoscenze di base di ambito chimico: aspetti principali della terminologia chimica, della nomenclatura, delle convenzioni e delle unità di misura; avrà conoscenze di base di reazioni chimiche e loro principali caratteristiche; avrà conoscenze di base delle proprietà caratteristiche degli elementi e dei loro composti, comprese le relazioni fra i gruppi e gli andamenti nella Tavola Periodica.
Applicazione delle conoscenze, ed acquisizione delle competenze:
Al termine delle lezioni lo studente sarà in grado di svolgere autonomamente problemi stechiometrici relativi ai calcoli ponderali, al riconoscimento del reagente limitante, sarà in grado di eseguire ossidoriduzioni, determinare e convertire concentrazioni, calcolare il pH di soluzioni in diverse condizioni e saprà determinare la solubilità di semplici composti. Al termine della parte laboratoriale lo studente sarà in grado di lavorare in laboratorio in sicurezza; sarà in grado di riconoscere le indicazioni di rischio e protezione e sarà capace di utilizzare i dispositivi di protezione individuale e di gruppo. Saprà riconoscere la vetreria e la strumentazione di base di un laboratorio chimico e saprà usarla nella maniera corretta. Avrà acquisito una manualità sufficiente a svolgere operazioni di laboratorio di chimica di base propedeutiche ai laboratori più avanzati. Lo studente sarà in grado di utilizzare in sicurezza le sostanze chimiche, incluso il loro corretto smaltimento; sarà in grado di eseguire sintesi e caratterizzazione di composti semplici utilizzando procedure standard, pratiche sicure di laboratorio e strumentazione standard di laboratorio; sarà capace di raccogliere dati scientifici attraverso le osservazioni e le misure di laboratorio, di elaborarli e di interpretarli. Autonomia di giudizio: lo studente saprà analizzare un problema di natura chimica e saprà riconoscere il metodo più idoneo per arrivare alla risoluzione. Lo studente sarà capace di raccogliere e valutare criticamente, presentare e discutere i risultati sperimentali acquisiti in attività svolte in collaborazione; sarà capace di programmare e condurre un esperimento, anche progettandone i tempi e le modalità; sarà in grado di manipolare le sostanze in condizioni di sicurezza, di classificare le sostanze di scarto, residui di lavorazione e smaltirle correttamente; sarà capace di correlare i dati e risultati acquisiti sperimentalmente con modelli teorici.Abilità comunicative: lo studente saprà comunicare con il linguaggio tecnico scientifico opportuno e con i formalismi caratteristici della chimica.Capacità di apprendere: lo studente sarà in grado di agire in un contesto di gruppo e sarà in grado di comprendere concetti più avanzati dell’ambito chimico.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Le prime lezioni tratteranno l’introduzione alla nomenclatura in chimica, le reazioni chimiche, e i principali metodi di calcolo stechiometrico.
Le lezioni della seconda parte del semestre riguarderanno esercizi di tipo numerico su: sistemi gassosi, equilibrio chimico, teoria degli acidi e delle basi e solubilità.
Saranno inoltre trattate a lezione le spiegazioni riguardanti le attività di laboratorio e le procedure di sicurezza nel laboratorio chimico. Nella seconda parte del semestre verranno svolte 6 attività pratiche nel laboratorio chimico più una finale di verifica.
Programma esteso
Stechiometria, Masse atomiche e molecolari, mole, equazioni chimiche e loro bilanciamento. Formula empirica, purezza, reagente limitante e resa. Leggi dei gas perfetti e reali e loro applicazioni. Modi per esprimere le concentrazioni e proprietà colligative. Equazioni termochimiche e spontaneità; di una reazione. Equilibrio chimico in fase gas. Costanti di equilibrio e principio di Le Chatelier Equilibri in soluzione: equilibri acido-base, idrolisi, tamponi, titolazioni, solubilità; dei Sali. Celle galvaniche ed elettrolitiche. Energia di attivazione, ordini di reazione. Esercitazioni pratiche di laboratorio 1. Sintesi dello ioduro di zinco dagli elementi 2. Preparazione di soluzioni di nitriti a diluizione crescente. Composizione delle soluzioni. Preparazione di soluzioni, diluizioni, recipienti tarati, punto di equivalenza 3. Reattività di semplici composti inorganici. Utilizzo di nozioni elementari sui composti inorganici per l’identificazione di composti incogniti attraverso saggi di reattività. Celle elettrochimiche. 4. Sistemi acido-base in soluzione acquosa. Costruzione delle curve di titolazione mediante pHmetro e utilizzo degli indicatori. 5. Riconoscimento cationi, 1° gruppo. 6. Riconoscimento cationi, 2° gruppo.
Bibliografia
Maurizio Bruschi
Stechiometria e laboratorio di chimica generale - Seconda Edizione . Ed Pearson
P. Michelin Lausarot, G.A. Vaglio - Stechiometria per la Chimica Generale - Ed. Piccin
Metodi didattici
Le attività didattiche frontali vedranno un momento in cui il docente spiega la parte teorica con l’ausilio di proiezione di slide in cui verranno discusse le metodologie per affrontare esercizi di stechiometria riguardanti gli argomenti riportati nel programma del corso. Durante il corso verranno presentati costanti collegamenti con gli argomenti svolti nel corso di Chimica Generale ed Inorganica. Un secondo momento prevede esercitazioni alla lavagna in parte condotte dal docente ed in parte dagli studenti. Il corso prevede anche una serie di esercitazioni nei laboratori chimici, a frequenza obbligatoria. Le esercitazioni saranno prevalentemente di carattere individuale, ed hanno lo scopo di fornire agli studenti sia la conoscenza sulle principali tecniche di base che le capacità di trovare in autonomia le soluzioni a problemi pratici, o a progettare autonomamente gli esperimenti. Gli studenti perfezioneranno la loro capacità di descrizione delle attività attraverso la stesura di un quaderno di laboratorio. Verrà infine programmata un'attività di tutoraggio sotto forma di incontri in aula con il docente, il quale risponderà a domande degli studenti relative al corso, al fine di permettere agli studenti, in maniera guidata, di affrontare difficoltà nel loro percorso sia con attività di studio sia indipendenti che collettive. Parte del materiale didattico è disponibile in rete sul portale Elly.
Modalità verifica apprendimento
L’esame del corso sarà un unico esame finale assieme al corso di Chimica Generale ed Inorganica.
L’esame consisterà in un test scritto, composto di due sezioni come qui di seguito, e un colloquio.
- 11 domande a risposta aperta su argomenti del corso di Chimica Generale ed Inorganica
- 3 esercizi riguardanti argomenti del corso di Laboratorio di Chimica Generale ed Inorganica
Il voto del test sarà pesato come 3/5 il voto della prima sezione, e 2/5 quello della seconda. Lo studente, per superare il test, dovrà comunque conseguire la sufficienza in entrambe le sezioni singolarmente. In caso di mancato superamento del test, lo studente dovrà affrontare di nuovo sia lo scritto che il colloquio.
Il colloquio (esame orale) riguarderà sia gli argomenti del corso di Chimica Generale ed Inorganica che quelli di Laboratorio di Chimica Generale ed Inorganica. In caso di mancato superamento del colloquio, lo studente dovrà affrontare di nuovo sia lo scritto che il colloquio.
Il voto finale sarà calcolato come media dei voti del test e del colloquio.
Per quanti riguarda gli argomenti del corso di Laboratorio di Chimica Generale ed Inorganica, gli studenti dovranno di mostrare di avere acquisito:
- contenuti teorici di base
- capacità di presentare i contenuti appresi con un approccio tecnico adeguato e pertinente al proprio campo di studi
- capacità di collegare fra loro contenuti e informazioni diversificate, trovando in maniera autonoma soluzioni a problemi di base proposti allo studente
- conoscenza dell'utilizzo delle tecniche di laboratorio di base
- capacità di descrivere sotto forma di relazioni la propria attività sperimentale, collegandola con i contenuti teorici. Il docente valuterà durante le esercitazioni di laboratorio la capacità dello studente di lavorare in sicurezza e di seguire le procedure che verranno consegnate. Valuterà la capacità di stilare relazioni sull’attività svolta attraverso la valutazione del quaderno di laboratorio, e la manualità, l’autonomia e la capacità d’uso della strumentazione e vetreria di base di laboratorio attraverso un’esercitazione di laboratorio finale. La valutazione complessiva sull’attività di laboratorio (quaderno + esercitazione di finale di verifica) porterà ad un giudizio di idoneità. La prova scritta di stechiometria prevede la risoluzione di esercizi riguardanti il calcolo e la conversione di concentrazioni, esercizi di calcolo ponderali, ossido riduzioni e calcolo del pH di soluzioni in varie condizioni. Lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di risolvere in maniera sufficiente ciascuna delle sezioni indicate. Le prove d’esame passate con il risultato dei problemi sono messi a disposizione su Elly per consentire agli studenti di valutare la propria preparazione.
Altre informazioni
Il docente riceve gli studenti per chiarimenti e discussioni, previo
appuntamento.
