- Docente: Francesco Zerbetto
- Crediti formativi: 6
- SSD: CHIM/02
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Francesco Zerbetto (Modulo 1) Stefania Rapino (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea in Chimica e chimica dei materiali (cod. 8006)
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del modulo, lo studente conosce la cinetica chimica classica, sa descrivere i moti in fase gassosa e liquida compresi quelli diffusivi, sa investigare schemi cinetici classici e formulare le leggi di reazione, sa affrontare schemi cinetici complessi compresi quelli catalitici in fase omogenea ed eterogenea, sulle superfici e sugli elettrodi.
Contenuti
Ordine di reazione, molecolarita', processi elementari, unita'
di misura delle costanti cinetiche, integrazione equazione cinetica
al prim'ordine. Tempi di semivita, relazione tra cinetica di
processi elementari e stechiometria, integrazione di equazione
cinetica al second'ordine, generalizzazione al caso A+B->C.
Integrazione equazione cinetica ordine n e sua applicazione.
Processi cinetici non-elementari, costruzione loro equazioni
cinetiche differenziali. L'equilibrio chimico come processo
non-elementare. Integrazione analitica equazioni cinetiche in forma
matriciale. Integrazione numerica equazioni matriciali.
Approssimazione dello stato stazionario. Equazioni cinetiche
consecutive illustrate per mezzo della soluzione analitica, dello
stato stazionario e numerica. Esempi numerici di confronto
risultati approssimazione stato stazionario con integrazione
numerica nel caso di matrici cinetiche dipendenti dal tempo.
Cinetica di un sistema verso l'equilibrio. Confronto tra soluzioni
esatte matriciale ed analitica. Unita' di misura dell'energia e
loro conversioni. Equazione di Arrhenius. Hindelmann-Hinshelwood.
Michaelis-Menten; Lineweaver-Burke. Cinetica di trasferimento di
fase. Equazione di Langmuir. Determinazione energia di
adsorbimento, tempi di vita su superfici. Adsorbimento in presenza
di reazioni. Elementi di meccanica statistica. Probabilita' ed
entropia. Moltiplicatori di Lagrange. Distribuzione di Boltzmann.
Funzioni di partizione e loro connessione con funzioni
termodinamiche e potenziale chimico. Teoria dello stato di
transizione.
Testi/Bibliografia
P. Atkins, Chimica Fisica, Zanichelli; appunti di lezione
Metodi didattici
Le lezioni saranno mirate all'utilizzo pratico di strumenti per la
comprensione della cinetica chimica. Le lezioni saranno
accompagnate da esercizi numerici e da attivita' svolte in
laboratorio che forniranno agli studenti l'opportunita' di
affrontare problemi reali sia individualmente sia in piccoli
gruppi.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Esame scritto ed orale: l'esame scritto e' mirato al raggiungimento
da parte dello studente di una conoscenza pratica di come trattare
l'evoluzione temporale delle speci coinvolte in una reazione;
l'esame orale e' mirato al raggiungimento da parte dello studente
della comprensione delle metodologie teoriche della cinetica
chimica
Strumenti a supporto della didattica
PC, proiettore trasparenze, laboratorio didattico
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Francesco Zerbetto
Consulta il sito web di Stefania Rapino