00088 - CHIMICA

Anno Accademico 2024/2025

  • Docente: Elisa Boanini
  • Crediti formativi: 9
  • SSD: CHIM/03
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea in Scienze geologiche (cod. 8015)

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente conosce i concetti di base della chimica generale e delle proprietà chimiche degli elementi e dei composti, necessarie allo studio dei materiali e dei processi geologici. Lo studente è in grado di: - usare la nomenclatura IUPAC, le unità SI, le espressioni di concentrazione; - descrivere la struttura atomica degli elementi e classificare i composti in base alle diverse tipologie di legame chimico; - effettuare calcoli stechiometrici utilizzando i concetti di mole, di concentrazione, di pH, di solubilità; - applicare i principi generali che regolano l'equilibrio delle reazioni chimiche a sistemi omogenei ed eterogenei, e descrivere le caratteristiche dei differenti stati della materia; - utilizzare la tavola periodica per individuare le caratteristiche e le proprietà dei principali elementi e dei loro composti inorganici.

Contenuti

Prerequisiti. Funzioni elementari: potenze, radici, esponenziali e logaritmi. Soluzione di equazioni algebriche. Conoscenza delle principali grandezze fisiche e delle relazioni che le legano, principali unità di misura.

Introduzione. Proprietà della materia. Grandezze chimiche e fisiche fondamentali e derivate. Stati di aggregazione. Sostanze pure e miscele.

L'atomo. Leggi fondamentali delle combinazioni chimiche. Modelli atomici. Particelle subatomiche. Isotopi. Massa atomica. Costante di Avogadro. Concetto di mole. Dualismo onda-particella; funzione d’onda e numeri quantici, orbitali atomici, configurazioni elettroniche.

Il sistema periodico. La Tavola Periodica e le proprietà periodiche degli elementi. Dimensioni atomiche, energia di ionizzazione, affinità elettronica.

Composti inorganici e nomenclatura. Elettronegatività. Numeri di ossidazione. Composti chimici. Composizione percentuale e formula minima. Nomenclatura dei composti inorganici.

Stechiometria. Reazioni chimiche. Bilanciamento delle reazioni. Reazioni in soluzione. Molarità e altre espressioni della concentrazione. Diluizioni. Reazioni di ossido-riduzione. Bilanciamento delle reazioni di ossidoriduzione e dismutazione con il metodo delle semireazioni. Reazioni di combustione. Titolazioni. Reagente limitante. Resa di reazione.

Il legame chimico. Caratteristiche dei composti in base al tipo di legame. Il legame ionico: energia reticolare, ciclo di Born-Haber. Il legame covalente puro, polare, dativo: la regola dell'ottetto e le strutture di Lewis, legami multipli, delocalizzazione degli elettroni e risonanza, cariche formali, geometria del legame, il modello VSEPR, orbitali ibridi. Il legame metallico. Forze intermolecolari. Il legame a idrogeno.

Lo stato gassoso. Leggi dei gas ed equazione di stato dei gas ideali. Miscele di gas. Gas ideali e gas reali.

Equilibrio chimico. Processo di Haber. Legge di azione di massa. Espressioni delle costanti di equilibrio. Relazione tra Kp e Kc. Quoziente di reazione. Principio di LeChatelier. Equilibri omogenei ed eterogenei.

Equilibri in soluzione. Dissociazione dell'acqua. Prodotto ionico dell’acqua e pH. Definizioni di acido e base. Forza degli acidi e delle basi. Calcolo del pH di una soluzione acquosa di un acido o una base debole. Acidi poliprotici. Composti anfoteri. Indicatori di pH. Equilibri di idrolisi salina. Soluzioni tampone. Solubilità e prodotto di solubilità. Effetto dello ione comune. Titolazioni acido-base.

Cambiamenti di stato. Passaggi di stato. Curve di riscaldamento e raffreddamento. Diagrammi di stato di sostanze pure: curve di equilibrio, punto triplo, punto critico.

Lo stato liquido. Stato liquido e tensione di vapore. Proprietà colligative. Osmosi.

Lo stato solido. Proprieta' dei solidi. Strutture cristalline. Impaccamento compatto. Solidi metallici, ionici, covalenti e molecolari. Allotropia. Polimorfismo e isomorfismo.

Elementi di chimica inorganica. Caratteristiche degli elementi in relazione alla loro posizione nella Tavola periodica. Proprietà chimiche di alcuni elementi e composti di particolare rilevanza geologica.

Testi/Bibliografia

Per lo studio degli argomenti trattati si può utilizzare qualunque testo universitario di Chimica Generale.

Esempi di testo: L. Palmisano G. Marci, A. Costantini, G. Luciani, M. Schiavello, Elementi di Chimica, EdiSES,  oppure F. Arnesano, G. Bandoli, F. Bisceglie, et al. Chimica di Base, EdiSES

Esempio di eserciziario: Anfuso, Palmisano, Guida per la Risoluzione di Esercizi di Chimica, EdiSES.

Viene fornito materiale didattico reperibile tramite username e password su VIRTUALE - Supporto online alla didattica - Università di Bologna.

Metodi didattici

L’insegnamento si compone di lezioni frontali, di esercitazioni numeriche e di esercitazioni pratiche in laboratorio.

Esercitazioni numeriche ed esperimenti di laboratorio sono utili per lo sviluppo di abilità applicative e pratiche che seguono le competenze teoriche acquisite durante le lezioni frontali.

In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento dei moduli 1 e 2 in modalità e-learning [https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio] e la partecipazione al modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'accertamento delle conoscenze prevede una prova scritta costituita da esercizi numerici inerenti il programma del corso. Il superamento della prova scritta avviene con voto superiore o uguale a 18/30 e consente l'accesso ad un colloquio orale in cui sarà accertato il livello di approfondimento della materia conseguito dallo studente.

Alla prova scritta sono ammesse solo penna, tavola periodica degli elementi e calcolatrice scientifica. Non è consentito l'uso di libri di testo, appunti, dispense.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna, PC, videoproiettore, presentazioni in PowerPoint, attrezzature didattiche di laboratorio.

Le diapositive utilizzate a lezione saranno disponibili in rete (Virtuale) in formato PDF. Nello stesso archivio saranno disponibili testi di esercizi e quesiti sugli argomenti trattati a lezione, nonchè le dispense di laboratorio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elisa Boanini

SDGs

Istruzione di qualità La vita sulla terra

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.