187825 - COMPLEMENTI DI CHIMICA GENERALE E INORGANICA

Modulo I – Termodinamica chimica (24 h) 1. Richiami essenziali (4 h) – Sistemi, funzioni di stato, fattore integrante 1/T per l’entropia; criteri di spontaneità. 2. Calorimetria applicata e cicli termochimici (4 h) – Calcoli di ΔH e ΔU (legge di Hess, cicli di Born–Haber); analisi energetica di processi industriali. 3. Energia libera di Gibbs ed equilibri di reazione (3 h) – Equazione di van ’t Hoff, stima di costanti di equilibrio e rese, esempi nella sintesi dell’ammoniaca e in processi farmaceutici. 4. Soluzioni e miscibilità (3 h) – Energia libera di mixing, proprietà colligative, diagrammi binari P–x/T–x, curve di distillazione azeotropica. 5. Elettrochimica delle celle galvaniche (3 h) – Equazione di Nernst, progettazione di pile commerciali (Zn aria, Li ion), curve di polarizzazione. 6. Membrane selettive e potenziali di giunzione (3 h) – Elettrodi a membrana (pH metria, biosensori a ioni selettivi), misure di potenziale di giunzione liquida. 7. Equilibri di solubilità e processi di precipitazione (2 h) – Prodotto di solubilità, controllo della cristallizzazione in laboratorio e industria, rimozione di ioni inquinanti. 8. Diagrammi di fase e progettazione termochimica (2 h) – Regola delle fasi di Gibbs applicata a sistemi multicomponente di interesse (distillazione frazionata, estrazione liquido liquido). Modulo II – Teoria dello stato solido (16 h) 1. Potenziale periodico e base quantomeccanica: elementi di applicazioni della meccanica quantistica ai solidi. 2. Teorema di Bloch e bande energetiche: zone di Brillouin, densità degli stati. 3. Legami nei solidi: ionico, covalente, metallico, van der Waals. 4. Strutture cristalline: reticoli, celle unitarie, indici di Miller, fattore di impacchettamento. 5. Simmetria di punto e gruppi spaziali: basi di cristallografia, diffrazione RX. 6. Difetti cristallini: vacanze, interstiziali, dislocazioni ed effetti sulle proprietà. 7. Proprietà elettroniche: semiconduttori, conduzione. 8. Proprietà termiche e meccaniche: dilatazione, capacità termica, leghe; esercitazione di riepilogo. Modulo III – Probabilità e Statistica per la Chimica (8 h) 1. Fondamenti di teoria della probabilità (2 h) – eventi, variabili aleatorie, funzioni di densità, momenti; teorema centrale del limite. 2. Distribuzioni classiche e significato statistico (2 h) – binomiale, Poisson, gaussiana; interpretazione sperimentale degli errori di misura. 3. Ensemble statistici e funzioni di partizione (1 h) – microcanonico, canonico, grande canonico; distribuzione di Boltzmann; cenni a Fermi Dirac e Bose Einstein; collegamento con le grandezze termodinamiche. 4. Applicazioni in chimica (2 h) – fluttuazioni di concentrazione, approccio probabilistico alla cinetica delle reazioni, stima di costanti da dati sperimentali, propagazione dell’incertezza. 5. Esercitazione integrata (1 h) – implementazione numerica di distribuzioni, fitting di curve sperimentali e discussione critica dei risultati.