CHIMICA(FONDAMENTI CHIMICI DELLE TECNOLOGIE)

9 cfu (crediti formativi universitari)

Il corso consiste in lezioni in aula (teoriche e di esercizi) e non sono previste esercitazioni di laboratorio.

Marted 8:30 - 10:30 (aula D)Mercoled 11:30 - 13:30 (aula A)Venerd 8:30 - 11:30 (aula A)

Il docente riceve per colloqui, chiarimenti e spiegazioni tutti i gioved dalle 8:30 alle 12:00

CHIMICA(FONDAMENTI CHIMICI DELLE TECNOLOGIE)

Capire le propriet e le trasformazioni delle sostanze materiali attraverso il comportamento e le propriet delle molecole.

Scegliere appropriatamente i materiali usati nelle varie tecnologie moderne.

Usare i materiali in maniera tecnologicamente corretta.

Progettare i sistemi considerando le propriet e le compatibilit chimiche delle sostanze materiali usate.

Alla fine del corso lo studente dovrebbe essere in grado di:

- Struttura molecolare: legami chimici

PROGRAMMA DEL CORSO DI CHIMICA (9 cfu)(Ingegneria Informatica e Ingegneria Elettronica)

Propriet macroscopiche della materia:

- Relazioni energetiche nelle reazioni chimiche

- Elettrochimica

- Cinetica chimica

Propriet microscopiche della materia:

- Relazioni ponderali nelle reazioni chimiche

- Equilibri chimici omogenei ed eterogenei

- Struttura atomica

4In che modo studiare?Suggerimenti:- seguire le lezioni - scaricare i file delle presentazioni fatte a lezione- studiare di volta in volta facendo gli esercizi proposti o scaricati- risolvere i dubbi con domande a lezione o in colloqui con il docente- quando necessario, consultare un buon libro di chimica

i file pdf delle proiezioni fatte durante le lezioni sono reperibili (dopo la lezione) sul portale http://www.ing.unipg.it/

TESTI SUGGERITIChimicaKotz - Treichel - Townsend

EDISES

Chimica ModernaOxtoby - Gillis - Campion

EDISES

ACCERTAMENTO FINALE (detto anche esame):

prova scritta con 15 tra domande ed esercizi colloquio a seguire per lattribuzione del voto finale

Date degli accertamenti: ancora da definire.

La CHIMICA una scienza sperimentale che si occupa dello studio della composizione, della struttura e delle trasformazioni

della materia

Osservazione

Misura

Legge empirica

Ipotesi

Modello Matematico

Verifica

Teoria

Cosa una Scienza Sperimentale?

La Chimica si occupa della struttura e delle trasformazioni delle sostanze materiali.

sostanza materialeomogenea (soluzione)

eterogenea (miscuglio)

composto

elemento

sostanza pura

miscela

La materia ha una natura particellare: i composti sono

formati di molecole e queste sono formate da atomi di elementi

Un certo composto chimico formato sempre dagli stessi elementi e nelle

stesse proporzioni(FORMULA CHIMICA)

CO2 biossido di carbonio(anidride carbonica)

H2O acqua

NH3 ammoniaca

C6H6 benzene (formula molecolare)formula empirica (o minima)del benzene CH

11

ATTENZIONE!Pu accadere che due

molecole abbiano la stessa formula molecolare ma con

diversa struttura (isomeria).

12

bolle a 0,4C

bolle a 11,7C

Butano C4H10

normal-butano

iso-butano

In una reazione chimica la massa totale si conserva

1 g di Idrogeno + 8 g di Ossigeno = 9 g di Acqua

(la somma delle masse dei reagenti e uguale alla somma delle masse dei prodotti)

3 g di Carbonio + 8 g di Ossigeno = 11 g di Anidride Carbonica

Struttura atomica

Elettroni:hanno una massa p rat i camente trascurabile rispetto a quella di protoni e neutroni ed hanno carica negativa. Ruotano intorno al nucleo.

Nucleo:possiede praticamente tutta la massa dellatomo ed formato da protoni (carica positiva) e da neutroni (nessuna carica), che hanno massa molto simile.

Numero atomico di un elemento= numero dei protoni nel nucleo

= numero degli elettroni nellatomo neutro

H

Li Be

Na Mg

K Ca

Rb Sr

HfCs Ba

Fr Ra

Sc

Y

La

Ac

Ti

Zr

V

Nb

Ta

Cr

Mo

W

Mn

Tc

Re

Fe

Ru

Os

Co

Rh

Ir

Ni

Pd

Pt

Cu

Ag

Au

Zn

Cd

Hg

12

1

3 4

11

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80

87 88 89 104 105 106 107 108 109

B

Al

Ga

In

Tl

C

Si

Ge

Sn

Pb

N

P

As

Sb

Bi

O

S

Se

Te

Po

F

Cl

Br

I

At

He

Ne

Ar

Kr

Xe

Rn

2

5 6 7 8 9 10

13 14 15 16 17 18

31 32 33 34 35 36

49 50 51 52 53 54

81 82 83 84 85 86

Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

Dimitry IvanovichMendeleyev(1834 - 1907)

Unit di massa atomica

1/12 della massa di 12C

1 u.m.a. = 1,66110-27 kg

H 1,008He 4,003Li 6,941Be 9,012B 10,811C 12,011N 14,007O 15,999F 18,998Ne 20,180

Na 22,990Mg 24,305Al 26,981Si 28,086 P 30,974S 32,066Cl 35,453Ar 39,948K 39,098

Alcune masse atomiche in u.m.a.(pesi atomici)

Massa molecolare (peso molecolare) = somma delle masse atomiche della molecola

H2SO4: massa molecolare =

21,008 + 32,066 + 415,999 = 98,078

Esempi:

C6H12O6: massa molecolare =

612,011 + 121,008 + 615,999 = 180,156

N il rapporto tra 1 grammo e 1 uma. N = 6,0221023 (Numero di Avogadro)

N particelle (atomi, molecole, etc.) = 1 mole

2N atomi di magnesio + N molecola di ossigeno = 2N molecole di ossido di magnesio

magnesio + ossigeno ossido di magnesio2 Mg(s) + O2(g) 2 MgO(s)

2 atomi di magnesio + 1 molecola di ossigeno = 2 molecole di ossido di magnesio

48,60 uma + 32,00 uma = 80,60 uma

Una mole di particelle = un numero di Avogadro di particelle

1,0 mol di atomi di carbonio

6,0221023 atomi di carbonio

=

1,0 mol di molecole di ossigeno, O2

6,0221023 molecole di ossigeno

=

1,0 mol di elettroni

6,0221023 elettroni

=

massa atomica degli atomi di carbonio = 12,011 u.m.a1,0 mol di

atomi di carbonio6,0221023

atomi di carbonio= 12,011 g

di carbonio=

massa molecolare delle molecole O2 = 31,998 u.m.a1,0 mol di molecole O2

6,0221023 molecole O2

= 31,998 g di O2

=

massa molecolare delle molecole H2O = 18,015 u.m.a

1,0 mol di molecole H2O

18,015 g di H2O

=

100,0 g di H2O mol di H2O=100,018,015

5,551 mol di H2O=

3,5 mol di H2O (3,5x18,015) g di H2O= 63,053 g di H2O=

Stati daggregazione della materia

SOLIDO:Forma e volume

propri.

LIQUIDO:Forma del

recipiente in cui contenuto, ma volume proprio.

GASSOSO:Forma e volume del recipiente in cui contenuto.

Parametri di stato Volume: in m3, oppure (non ufficialmente) in L Massa: in kg, oppure in mol Pressione: in N m-2 = Pa, oppure in atm Temperatura: in K, oppure (non ufficialmente) in C

Ricerca di una funzione di statof=f(parametri fisici)

MISURA DELLA TEMPERATURA

scala Fahrenheit:[Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) ha inventato il termometro ad alcool (1709) e quello a mercurio (1714)]lo zero, 0F, e fissato dalla temperatura di una miscela di acqua, ghiaccio e sale da cucina (circa -17,8C), mentre alla temperatura media del sangue si da il valore di circa 96F (35,6C).

scala Celsius:[Anders Celsius, 1701-1744]lo zero fissato dalla temperatura di fusione del ghiaccio, mentre la temperatura di ebollizione dellacqua 100.

C = 5/9 (F-32)F = (9/5 x C) + 32