001998 - CHIMICA GENERALE E INORGANICA

insegnamento

ID:

001998

Tipo Insegnamento:

Obbligatorio

Durata (ore):

76

CFU:

SSD:

CHIMICA GENERALE E INORGANICA

Anno:

2025

Periodo di attività

Primo Semestre (01/10/2025 - 14/01/2026)

Obiettivi Formativi

L’insegnamento fornisce alle studentesse e agli studenti le conoscenze di base della chimica generale nei suoi aspetti fondanti, e offre gli strumenti per acquisire e fare propri il linguaggio e la simbologia chimica. L’insegnamento si propone di fornire le conoscenze e gli strumenti per poter affrontare e risolvere semplici problemi numerici, prevedere la reattività e la struttura molecolare a livello di legame chimico, comprendere l’equilibrio chimico. La parte pratica di laboratorio contribuisce a far acquisire la capacità di svolgere semplici operazioni di laboratorio (pesate, uso vetreria volumetrica, pHmetri), di sviluppare la sensibilità alla sicurezza, al rispetto dell'ambiente, al risparmio delle risorse e alla gestione responsabile dei rifiuti di laboratorio. Risultati attesi: dopo aver frequentato le lezioni e il laboratorio e dopo aver studiato autonomamente la materia, lo studente/studentessa sarà in grado di rappresentare le sostanze chimiche attraverso i simboli e le formule, di prevedere la geometria delle molecole e alcune loro proprietà. Saprà dedurre informazioni dalla Tavola Periodica degli Elementi. Avrà acquisito la capacità di rappresentare una trasformazione chimica attraverso un’equazione di reazione bilanciata e di utilizzarla in modo quantitativo. Saprà risolvere calcoli stechiometrici fondamentali e svolgere semplici operazioni di laboratorio (pesare, portare a volume, misurare il pH) con attenzione alla sicurezza e alla gestione dei rifiuti. Lo studente saprà applicare le competenze e le conoscenze acquisite in aula nella attività di progettazione ed esecuzione di operazioni sperimentali semplici ma basilari.

Prerequisiti

Nozioni di base della fisica acquisite nella scuola superiore, conoscenza delle unità di misura più comuni, dei multipli e dei sottomultipli. Equivalenze. Nozioni di base di matematica, in particolare: equazioni di primo e secondo grado, logaritmi, notazione esponenziale, proprietà delle potenze, utilizzo di grafici bidimensionali.

Metodi didattici

L'insegnamento verrà erogato in PRESENZA con lezioni frontali in aula per 7 CFU teorici. Per questi NON sarà disponibile nessuna forma di lezione a distanza sincrona o non sincrona (cioè videoregistrata). Al termine di ogni importante argomento, il docente farà svolgere in classe un test sui contenuti dell'argomento svolto. 1CFU sarà erogato in modalità registrata, secondo quanto indicato nell'orario: esso fornirà allo studente la possibilità di effettuare percorsi di approfondimento, ripasso e collegamento tra i vari argomenti della chimica generale ed ha lo scopo di abituare lo studente ad una visione d'insieme della materia. 1 CFU consta della parte pratica di LABORATORIO che sarà in presenza e si svolgerà nel mese di novembre secondo il calendario comunicato. L'accesso al laboratorio è vincolato all'ottenimento dell'attestato di sicurezza Rischio chimico livello basso. Lo studente lavorerà singolarmente per apprendere in maniera attiva. Nell'ultima entrata di laboratorio, invece, gli studenti verranno raccolti in piccoli gruppi a cui verrà affidata la progettazione e stesura della relativa procedura di una esercitazione appresa nel laboratorio. I gruppi saranno sotto la supervisione del docente, dei tutor e del personale tecnico di supporto. I gruppi elaboreranno una relazione scritta da consegnare al docente al termine del pomeriggio per la valutazione. L'ambiente virtuale in cui scambiare materiale didattico e informazioni di tipo organizzativo è la Classroom. Lo studente deve pertanto iscriversi alla Classroom utilizzando il codice 4i5jpz37

Verifica Apprendimento

L'esame finale è composto da una prova scritta e una prova orale. La prova scritta consta di due sezioni: la Sezione 1 è composta da una serie di domande articolate a risposta aperta o esercizi numerici sulla Parte Prima dei contenuti (ad esclusione del legame chimico). I punteggi di ciascuna domanda svolta correttamente sono indicati nel testo del compito. La Sezione 1 è superata con punteggio maggiore o uguale a 6. La Sezione 2 consta anch'essa di una serie di domande a risposta aperta o di esercizi numerici sulla Parte Seconda dei contenuti. I punteggi per ogni domanda svolta correttamente sono indicati nel testo del compito. La Sezione 2 è superata con punteggio maggiore o uguale a 12. Il Laboratorio è valutato a parte sulla base del materiale consegnato al termine dell'ultima entrata. Lo scritto è approvato SOLO se sono superate entrambe le sezioni. Complessivamente la prova scritta è superata quando il punteggio è maggiore o uguale a 18. Il tempo a disposizione per lo scritto è di 90 minuti. All’esame scritto si devono portare la tavola periodica e la calcolatrice. E’ consentito un SOLO libro di testo. NON sono ammessi appunti, fogli fotocopiati, quaderni, foglietti. Uno scritto approvato è indispensabile per l’ammissione all’orale. Lo scritto approvato ha validità fino all’appello di settembre 2026 incluso (inizio delle lezioni del secondo anno). Entro la scadenza lo studente deve sostenere e superare il colloquio orale. Il colloquio orale verterà sul legame chimico e sulla Parte terza dei contenuti se esso viene sostenuto nella stessa sessione dell'esame scritto. Se invece, il colloquio orale viene sostenuto in una sessione differente da quella dello scritto, l'esame verterà su tutto il programma dell'insegnamento. Nel colloquio orale saranno oggetto di valutazione anche la capacità espositiva, l’organizzazione e la linearità del ragionamento e della esposizione, la competenza nell’impiego del linguaggio e della simbologia chimica. La valutazione finale si basa sul colloquio orale che deve essere valutato positivamente di per sè (con votazione da 18 a 30Lode) e sulla valutazione ottenuta nel compito scritto. Per ottenere il punteggio massimo nell’esame, anche lo scritto deve essere perfetto. Nel corso dell’anno solare verranno fissati 6/7 appelli. Al fine di agevolare l’acquisizione dei CFU dell’insegnamento, per una sola volta, lo scritto totale, detto sopra, verrà suddiviso in due prove parziali: la prima prova (Sezione 1) si svolgerà tra il 10 e il 15 dicembre 2025. Il tempo della prova sarà di 45 minuti. Il superamento di questa prova (con le stesse modalità descritte sopra per la Sezione 1) è necessario per poter sostenere la seconda prova parziale scritta (Sezione 2) che avrà luogo subito dopo la pausa natalizia a gennaio 2026. Il tempo della prova sarà di 60 minuti. Il superamento anche della seconda prova (con le stesse modalità descritte sopra per la Sezione 2) consente di accedere a qualsiasi data per il colloquio orale a partire dal mese di gennaio 2026.

Testi

J. C Kotz, P. M. Treichel, J. R. Townsend - CHIMICA - Edises VII edizione J. Overby, R. Chang - FONDAMENTI DI CHIMICA GENERALE - McGraw Hill editore I. Bertini, F.Mani - Stechiometria - Ambrosiana, Milano

Contenuti

PARTE PRIMA: come è fatta la materia - Il linguaggio della chimica - elementi, composti, miscele. Sistemi omogenei e eterogenei. I costituenti della materia e loro rappresentazione - Massa atomica assoluta e relativa, peso molecolare, peso formula. Numero di Avogadro. Concetto di mole, significato quantitativo di formule ed equazioni chimiche. - Nomenclatura per la chimica inorganica - dalla formula al nome e viceversa. - Struttura dell’atomo - Numero atomico e numero di massa. Isotopi. - Alcuni modelli dell’atomo di idrogeno. Orbitali e numeri quantici. Atomi polielettronici. Aufbau. Configurazione elettronica e posizione nella tavola periodica, proprietà periodiche. - Il legame chimico – Teoria VB. Concetto di legame. Carattere ionico e carattere covalente. Elettronegatività. Ordine di legame: legami semplici, doppi, tripli. Polarità del legame, lunghezza, energia di legame. Strutture di Lewis, ibridazione, VSEPR, risonanza. Rappresentazioni di molecole comuni, deduzione della geometria e delle proprietà. Cenni sulla teoria degli orbitali molecolari: alcuni esempi. Legame dativo e composti di coordinazione. Legame metallico. Interazioni intermolecolari. Legame idrogeno. - Stati fisici della materia - Stato gassoso: leggi dei gas, equazione di stato dei gas perfetti, principio di Avogadro. Miscele di gas. Pressioni parziali e legge di Dalton. I gas reali. Cenni su stato solido e liquido. I passaggi di fase, discussione di diagrammi di stato. - Le soluzioni - Tipi di soluzione, solubilità. Concentrazione e vari modi di esprimerla. Soluzioni acquose, proprietà degli elettroliti. Preparazione delle soluzioni e diluizione. Proprietà colligative. PARTE SECONDA: come la materia si trasforma - Le reazioni, trasformazioni chimiche e fisiche. - Aspetti qualitativi: reazioni acido-base e redox - equazioni ioniche, reazioni di precipitazione. - Aspetti quantitativi: bilanciamento, rapporti stechiometrici, reagente limitante, reagente in eccesso, resa. - Le reazioni in fase gassosa e in soluzione. - Termodinamica di una reazione: cenni su aspetti energetici e spontaneità di una reazione. - Cinetica chimica: cenni. Velocità di reazione e suo controllo. Ordine di reazione. Catalisi. - Equilibrio chimico: definizione, costanti di equilibrio, legge di azione di massa, principio di Le Chatelier. Perturbazione di un equilibrio. - Equilibri omogenei in fase gassosa. - Equilibri acido-base in soluzione acquosa. Dissociazione ionica e prodotto ionico dell’acqua, il pH. Acidi e basi: varie definizioni, forza, costanti di dissociazione e loro uso, grado di dissociazione. Acidi poliprotici, idrolisi dei sali, anfoterismo, soluzioni tampone. - Equilibri eterogenei - Prodotto di solubilità. Reazioni di precipitazione. - Elettrochimica - Pile. Equazione di Nernst. Le ossidoriduzioni spontanee e non spontanee. La serie elettrochimica. Determinazione delle costanti di equilibrio delle ossidoriduzioni. Elettrolisi, leggi di Faraday, alcune applicazioni. PARTE TERZA: CHIMICA INORGANICA - La Tavola Periodica e le informazioni da essa deducibili. - Per alcuni elementi dei gruppi rappresentativi: stato naturale, preparazione, proprietà, loro composti inorganici principali e relative proprietà. LABORATORIO: l’attività pratica si svolge in una serie di entrate pomeridiane, secondo il calendario comunicato. Attraverso l'esercitazione, lo studente apprenderà le operazioni basilari di un laboratorio di chimica generale. Gli argomenti oggetto delle esercitazioni pratiche riguarderanno le sostanze chimiche e come si maneggiano, la mole, le tipologie di reazione, le soluzioni e la concentrazione, la solubilità di un composto, la chimica e la reattività di acidi e basi, pH. Nell'ultima entrata, lo studente si focalizzerà sulla progettazione e stesura della procedura di una operazione di laboratorio, utilizzando le competenze e le abilità acquisite nelle entrate precedenti.