Nozioni fondamentali sulla teoria atomica e molecolare, sulla relazione fra struttura e proprietà, sull’equilibrio chimico in fase gassosa e in soluzione e sulla cinetica delle reazioni chimiche. Esercitazione di laboratorio dedicata alla preparazione di soluzioni a titolo noto.
P. Atkins, L. Jones – Principi di Chimica (Zanichelli, Bologna, 2005).
I. Bertini, C. Luchinat, F. Mani – Chimica (CEA, 2004).
B. H. Mahan – College Chemistry (Addison-Wesley Publishing Company, New York, 1966).
Obiettivi Formativi
Conoscenza acquisita:
conoscenza fondamentale della struttura atomica e molecolare della materia, dell’equilibrio chimico e della cinetica di reazione.
Competenze acquisite
padronanza delle relazione fra struttura chimica e proprietà delle sostanze e dei principali fattori che governano la reattività e la cinetica chimica.
Capacità acquisite:
Bilanciamento di reazioni chimiche e svolgimento di calcoli stechiometrici.
Preparazione di soluzioni in laboratorio.
Conoscenza di strutture molecolari.
Discussione di equilibri e cinetiche di reazione.
Prerequisiti
Corsi fortemente consigliati: Matematica, Fisica
Altre Informazioni
Orario di ricevimento:
tutti i giorni per appuntamento: Tel. 055 4573084; e-mail: piero.salvi@unifi.it.
Modalità di verifica apprendimento
Prova di laboratorio (preparazione soluzione), compito scritto e esame orale finale.
Programma del corso
Origine e sviluppo della teoria atomica della materia. Determinazione del peso atomico e delle formule molecolari. Principio di Avogadro. Regola di Cannizzaro. Il concetto di mole. Reazioni e calcoli stechiometrici. Nomenclatura dei composti chimici. Principali tipi di reazione: precipitazione, ossido-riduzione, acido-base. Reazioni in soluzione: preparazione di soluzioni a titolo noto. Molarità.
La struttura elettronica degli atomi. Origini della teoria quantistica: effetto fotoelettrico, emissione del corpo nero, teoria di Bohr. Cenni di meccanica quantistica: equazione di Schrödinger. Atomo di idrogeno: orbitali e loro energie. Atomi polielettronici: configurazione elettronica, potenziale di ionizzazione, affinità elettronica e elettronegatività. La tavola periodica degli elementi: metalli, non-metalli e semimetalli.
Il legame chimico. Legame ionico. Legame covalente. Regola dell’ottetto. Geometrie molecolari. Orbitali ibridi. Carica formale e grado di ossidazione.
Equilibrio fisico e equilibrio chimico. Equilibrio di fase: diagramma di fase dell’acqua. Equilibrio chimico e costante d’equilibrio. Principio di Le Chatelier. Effetto della temperatura sull’equilibrio chimico. Effetto della diluizione, della concentrazione e della pressione sulla resa di reazione. Equilibrio acido-base. Acidi forti e acidi deboli: definizione di Arrhenius e di Brönsted. Costante di dissociazione acida. Dissociazione dell’acqua: pH e pOH. Calcolo del pH di un acido forte e di un acido debole. Idrolisi. Soluzioni tampone. Equilibri di ossido riduzione. Bilanciamento di reazioni di ossido-riduzione. Celle galvaniche. Potenziali standard di elettrodo. Equazione di Nernst. Elettrolisi.
I principi della termodinamica. Termodinamica chimica. Calori di reazione. Entropia e trasformazioni spontanee. Energia libera: entalpia e entropia di reazione.
Cinetica delle reazioni chimiche. Reazioni del primo e del secondo ordine. Effetto della temperatura sulla velocità di reazione: energia di attivazione. Catalisi.
Preparazione in laboratorio di soluzioni a titolo noto.