scienze e tecnologie chimiche

Obiettivo principale dell’insegnamento è fornire allo studente i fondamenti teorici e gli strumenti operativi dell’analisi chimica analitica necessari per la determinazione qualitativa e quantitativa della natura chimica di un campione di materia. Lo studente saprà definire i concetti relativi ai parametri di qualità di un metodo analitico; saprà suggerire idee e soluzioni a problemi analitici utilizzando le tecniche e le metodologie più comuni; saprà giustificare la scelta delle tecniche e degli strumenti ritenuti più idonei; sarà in grado di individuare un opportuno piano sperimentale analitico e sarà in grado di documentare il risultato analitico rappresentandone il valore con l'incertezza associata. In particolare, al termine del corso, lo studente dovrà dimostrare di aver raggiunto i seguenti obiettivi formativi: Conoscenza e capacità di comprensione. Al termine del corso lo studente conosce: i parametri fondamentali di qualità di un metodo analitico; i concetti di accuratezza, precisione, ripetibilità e riproducibilità; i fondamenti dei metodi di calibrazione in chimica analitica; i fondamenti e le componenti strumentali della spettroscopia molecolare di assorbimento nell'ultravioletto e nel visibile. Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Al termine del corso lo studente è in grado di: utilizzare la strumentazione comune analitica di laboratorio in modo appropriato; descrivere i parametri fondamentali di qualità di un metodo analitico; giudicare l’accuratezza e la precisione del dato sperimentale; descrivere i principi della calibrazione analitica; descrivere la strumentazione e le applicazioni della spettroscopia UV-visibile; Autonomia di giudizio. Al termine del corso lo studente è in grado di: redigere e giustificare una relazione critica sui metodi analitici utilizzati e le informazioni ottenute dall’analisi del dato; realizzare un semplice piano sperimentale per la calibrazione analitica ed interpretarne i risultati. Capacità di apprendimento. Al termine del corso lo studente è in grado di: comprendere i principi della chimica analitica studiati e la loro collocazione metodologica al fine di un impiego corretto e mirato al problema da risolvere; prevedere quale tipo di informazione sarà possibile enucleare dai dati in esame; valutare la possibilità di metodi analitici alternativi per la soluzione del problema. Abilità comunicative. Al termine del corso lo studente è in grado di: saper descrivere in forma scritta in modo chiaro e sintetico ed esporre oralmente con proprietà di linguaggio gli obiettivi, il procedimento ed i risultati delle elaborazioni effettuate; effettuare in modo collaborativo il lavoro sperimentale di laboratorio e lo sviluppo delle analisi del risultato analitico.

Introduzione alla chimica analitica e alle sue applicazioni. Obiettivi dell’analisi chimica: analisi qualitativa e analisi quantitativa. Definizioni di: tecnica, metodo, procedura, protocollo, misura, misurazione, campione, analita, standard, bianco, repliche, matrice, interferente. Descrizione delle fasi del processo chimico-analitico. Definizione del sistema chimico-analitico. Cenni di campionamento. Principali operazioni analitiche per la preparazione del campione. Definizione dei concetti di segnale strumentale, calibrazione e repliche per la stima dell'incertezza del risultato analitico. Errori nelle misure sperimentali: errori sistematici e errori casuali. Definizione dei concetti di precisione e accuratezza. Stime dell’accuratezza e stime della precisione. Definizione di deviazione standard, deviazione standard pooled, deviazione standard della media, coefficiente di variazione. Definizione, interpretazione e applicazione degli intervalli di fiducia della media. Definizione di cifre significative di una misura. Regole di propagazione dell'incertezza nelle operazioni aritmetiche. Introduzione ai test statistici per la verifica delle ipotesi nella chimica analitica. Test t di Student per l'accuratezza. Test di Fisher per la precisione. Teoria della calibrazione. Definizione di calibrazione e predizione inversa. Metodo dei minimi quadrati ordinari. I parametri della retta di calibrazione. La qualità della retta di calibrazione. Definizione di sensibilità e segnale del bianco. Errore standard della stima. Incertezza della predizione inversa. Metodi di calibrazione: standard esterno ed interno. Effetti matrice, metodo delle aggiunte standard (singole e multiple) Validazione del metodo analitico. Ripetibilità e riproducibilità. Test per dati anomali. Test di recupero. Limiti di rivelabilità e di quantificazione. Linearità, range, selettività, sensitività, robustezza. Analisi della varianza (ANOVA). Introduzione alla spettroscopia. Proprietà principali della radiazione elettromagnetica. Interazioni tra materia e radiazione elettromagnetica: definizioni di assorbimento ed emissione. Trasmittanza e Assorbanza. Legge di Lambert-Beer, specifiche e limitazioni. Assorbanza sperimentale e teorica e correzione del bianco. Definizione e caratteristiche degli spettri di assorbimento UV-visibile. Introduzione alla spettroscopia IR e principali caratteristiche. Componenti strumentali per la spettroscopia UV-visibile: sorgenti, monocromatori, rivelatori. Spettrofotometri a singolo raggio, doppio raggio. Errori nella lettura dell’assorbanza: precisione relativa sull’assorbanza. Applicazioni qualitative e quantitative della spettroscopia di assorbimento UV-visibile. Determinazione di sostanze in miscele. Titolazioni spettrofotometriche. Assorbimento per trasferimento di carica. Spettroscopia IR: accenno alle applicazioni qualitative e quantitative. Le esperienze pratiche in laboratorio comprendono cinque attività inerenti ai contenuti del corso.

L’esame consiste di una prova scritta e una prova orale con discussione delle relazioni di laboratorio: la prova scritta comprende 30 domande a risposte chiuse sugli argomenti esposti nella parte frontale del corso; gli studenti che ottengono esito positivo (almeno 18 risposte corrette) possono sostenere la prova orale; la prova orale prevede un colloquio in cui sono discussi gli argomenti presentati nelle lezioni e le relazioni relative alle esperienze di laboratorio. Concorrono alla definizione del voto il risultato della prova orale, della prova scritta e la qualità delle relazioni di laboratorio, che vengono valutate in termini di completezza, accuratezza e chiarezza espositiva con la seguente scala di competenze: non sufficiente, sufficiente, discreto, buono, ottimo, eccellente. Oltre all’apprendimento delle nozioni fondamentali esposte nel corso, concorrono alla definizione del voto finale i seguenti fattori: il livello delle conoscenze acquisite; l’autonomia di analisi e giudizio; le capacità espositive e adeguatezza del linguaggio dello studente. Concorre alla definizione del voto anche la valutazione relativa al comportamento e alla gestione delle postazioni di lavoro nelle attività di laboratorio. Il voto finale è così determinato: al voto della prova scritta si sommano i seguenti fattori in funzione della qualità delle rispettive prove: ±3 per la prova orale (nel caso la prova orale sia valutata positivamente), ±3 per la qualità delle relazioni di laboratorio (nel caso le relazioni di laboratorio vengano valutate positivamente). Per l'ammissione all'esame di profitto è necessario aver frequentato almeno quattro delle cinque esperienze di laboratorio. È inoltre necessario aver consegnato le relazioni relative a tutte le esperienze di laboratorio, per le quali è necessario ricevere una valutazione positiva. Durante il corso sono inoltre proposte agli studenti due prove parziali in itinere: una a metà ed una alla fine dello svolgimento della parte frontale del corso. Ciascuna prova parziale consiste di 20 domande a risposta multipla ed è considerata superata con almeno 12/20 risposte corrette. Gli studenti che ottengono esito positivo in entrambe le prove sono ammessi alla prova orale. Gli studenti che superano entrambe le prove parziali con un punteggio cumulato delle due prove uguale a o maggiore di 30/40 risposte corrette, possono accedere ad una prova orale ridotta, che consiste in un colloquio di accertamento delle competenze acquisite nelle attività di laboratorio, con richiami alle conoscenze fondamentali presentate nelle lezioni del corso. È consentito l'accesso all'orale ridotto per una sola volta. Quindi, nel caso di un orale ridotto giudicato insufficiente, lo studente dovrà successivamente sostenere l'orale completo. Graduazione della votazione:18-19: preparazione su un numero ridotto di argomenti presenti nel programma del corso e del laboratorio, con capacità di trattazione e analisi limitate che, nel caso della prova orale, emergono solo a seguito dell’aiuto e delle domande del docente; competenza espositiva e lessico non sempre corretti, con una capacità di elaborazione critica limitata;20-23: preparazione su una parte degli argomenti presenti nel programma del corso e del laboratorio, capacità di analisi autonoma solo su questioni puramente pratiche ed esecutive, uso di un lessico corretto anche se non del tutto accurato e chiaro e di una capacità espositiva a tratti incerta;24-27: preparazione su un numero ampio di argomenti trattati nel programma del corso e del laboratorio, capacità di svolgere in modo autonomo l’argomentazione e l’analisi critica, capacità di applicazione delle conoscenze ai contesti e collegamento dei temi a casi concreti, uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio disciplinare;28 – 30/30L: preparazione completa ed esaustiva sugli argomenti nel programma del corso e del laboratorio, capacità personale di trattazione autonoma e di analisi critica dei temi, capacità di riflessione e autoriflessione e di collegamento dei temi a casi concreti e a diversi contesti, ottima capacità di pensiero critico e autonomo, piena padronanza del lessico disciplinare e di una capacità espositiva rigorosa e articolata, capacità di argomentazione, riflessione e di autoriflessione, capacità di collegamenti ad altre discipline. Non è previsto il salto d'appello.

I docenti forniscono le slides del corso e materiale di approfondimento, che vengono resi disponibili sulla pagina e-learning del corso e suggeriscono un testo di riferimento. Per ogni esperienza di laboratorio, viene fornita una scheda (sulla pagina e-learning del corso) che ne descrive approfonditamente i principi e le condizioni operative. Sulla pagina e-learning del corso sono disponibili le indicazioni per scrivere una relazione di laboratorio.

1. Conoscenza e capacità di comprensione (Knowledge and understanding)Gli studenti e le studentesse acquisiranno una conoscenza solida dei concetti fondamentali dell’analisi matematica per funzioni di una variabile reale, con particolare riferimento al calcolo differenziale e integrale. Saranno in grado di comprendere il significato teorico e operativo delle principali tecniche matematiche studiate. 2. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (Applying knowledge and understanding)Gli studenti saranno in grado di applicare le tecniche di calcolo acquisite alla risoluzione di esercizi e problemi, sia sotto la guida del docente che in autonomia. Sapranno riconoscere e utilizzare correttamente gli strumenti teorici per affrontare problemi pratici tipici delle scienze chimiche. 3. Autonomia di giudizio (Making judgements)Il corso promuove la capacità di elaborazione critica e autonoma dei concetti matematici fondamentali. Gli studenti saranno in grado di valutare la correttezza delle soluzioni proposte, identificare errori concettuali e proporre strategie alternative per la risoluzione dei problemi. 4. Abilità comunicative (Communication skills)Gli studenti acquisiranno la capacità di esporre in modo chiaro, rigoroso e coerente sia i contenuti teorici appresi che le soluzioni di esercizi e problemi, utilizzando correttamente il linguaggio matematico e una struttura logico-argomentativa appropriata. 5. Capacità di apprendere (Learning skills)Il corso intende fornire le basi per un apprendimento consapevole e duraturo della matematica, sviluppando la capacità di affrontare nuovi contenuti e tecniche in modo autonomo, anche in vista di corsi successivi e applicazioni in ambito scientifico.

Numeri reali. Numeri naturali N, l'anello degli interi relativi Z. Principio di induzione. Il campo Q dei numeri razionali: proprietà e mancanze. L'equazione x² = 2 non ha soluzioni in Q. I numeri reali R e loro rappresentazione decimale. L'asse reale, ordinamento. Intervalli. Intorni. Valore assoluto. Insieme limitato in R. Massimo e minimo. Estremo superiore, estremo inferiore di un insieme di numeri reali. I numeri reali come campo ordinato, completo. Radici, potenze e logaritmi. Funzioni reali di una variabile reale. Definizione. Dominio e immagine. Grafico di una funzione. Funzioni elementari: potenze, esponenziali, funzioni logaritmiche. La successione come una funzione definita in N. Funzione limitata. Massimo, minimo, estremo superiore, inferiore di una funzione. Proprietà di una funzione reale: iniettiva, suriettiva, bijettiva, crescente, decrescente, monotona, convessa, concava, pari, dispari. Estremanti, punti di minimo assoluto o relativo. Riconoscimento delle definizioni date dalla lettura del grafico. Funzione composta, funzione inversa. Funzioni periodiche, funzioni trigonometriche e loro inverse. Risoluzione delle disequazioni mediante inversione delle funzioni iniettive e monotone. Numeri complessi. Il campo C dei numeri complessi: forma algebrica, operazioni, uguaglianza. Rappresentazione nel piano complesso. Coordinate polari, modulo e argomento, forma trigonometrica ed esponenziale. Formula delle radici n-esime di un numero complesso (soluzioni in C dell'equazione zⁿ = w). Il teorema fondamentale dell'algebra. Limiti. Limiti di una successione e di funzioni. Proprietà: unicità del limite , permanenza del segno , esistenza del limite per le funzioni monotone. Criterio del confronto. Operazioni con limiti, forme di indecisione. Il criterio del rapporto. Il numero di Nepero. Limiti notevoli. Simbolo di Landau asintotico, o piccolo. Ordine di un infinitesimo / infinito, rispetto ad un campione. Serie numeriche. Successione delle somme parziali. Carattere di una serie. Serie regolare: convergente, divergente. Serie irregolare. Serie geometrica, serie armonica, armonica generalizzata. Condizione necessaria di convergenza. Serie a termini positivi: regolarità delle serie a termini positivi. Criteri di convergenza: confronto , confronto asintotico, criterio della radice e del rapporto. Serie con segni alterni e criterio di Leibniz. Convergenza semplice e assoluta. Continuità. Funzione continua in un punto, continua su un insieme. Classificazione delle discontinuità. Operazioni tra funzioni continue, continuità della funzione composta. Proprietà delle funzioni continue in un intervallo chiuso e limitato: teorema di Weierstrass, degli zeri , di Darboux (o dei valori intermedi) . Continuità e monotonia. Continuità della funzione inversa. Calcolo differenziale. Derivata e sua interpretazione geometrica. Equivalenza tra derivabilità e differenziabilità per funzioni di una variabile reale. Equazione della linea tangente. Punti di non-derivabilità. Continuità e derivabilità . Regole di calcolo delle derivate. Punti stazionari. Teoremi del calcolo differenziale: Fermat , Rolle , Lagrange e suoi corollari, esempi e controesempi. I teoremi di De l'Hòpital. Derivate ​​di ordine superiore. Approssimazione polinomiale: formula di Taylor, resto di Peano e resto di Lagrange. Convessità e punti di flesso. Uso delle derivate di ordine superiore per stabilire la natura di un punto stazionario . Asintoti. Studio del grafico di una funzione. Funzioni primitive e integrale indefinito. Metodi elementari per la ricerca di una primitiva. Integrazione per parti, per sostituzione (cambio di variabile). Integrazione di funzioni razionali. L'integrale di Riemann. Definizione e sue proprietà. Il teorema del valor medio integrale. Funzione integrale, integrazione e differenziazione . Il teorema fondamentale del calcolo. Integrali generalizzati, definizioni ed esempi.

La verifica del profitto è attraverso un esame scritto con eventuale colloquio orale. È prevista inoltre una prova in itinere che, se superata, esenterà da una parte della prova scritta complessiva e concorrà a determinare la votazione finale. Esame scritto Nella prova scritta si valuta la conoscenza dei contenuti del corso e la capacità di applicarli alla risoluzione di problemi. Si richiede inoltre la capacità di esporre le definizioni, gli enunciati dei teoremi, gli esempi/controesempi e le tecniche di calcolo introdotte nel corso. La valutazione tiene conto dell'esattezza delle risposte, della completezza nonché della chiarezza espositiva. In accordo, la prova scritta è composta di due parti. ESERCIZI: risposta a quattro quesiti simili a quelli proposti durante il corso e che richiedono l’applicazione di specifici principi o tecniche di calcolo. DOMANDE TEORICHE: enunciato di definizioni e di teoremi o esposizione di concetti di base ed esempi presi tra quelli che sono stati illustrati durante le lezioni. L'esame si intende superato se ha totalizzato almeno 18 punti su 30. Prova orale (opzionale) Si tratta di un colloquio che, partendo da una discussione dello scritto, può spaziare su diversi argomenti del corso. Prova in itinere (opzionale) Durante il semestre è prevista una prova parziale, che consiste nella risoluzioni di quattro esercizi sui temi del corso trattati sino a quel momento (nessuna domanda teorica). La prova parziale è opzionale ma consigliata per almeno tre ragioni: Se superata (con votazione di almeno 16 punti), consente di ottenere una riduzione degli esercizi da svolgere nella prova finale. Il voto attribuito all'esame sarà la media del voto parziale e del voto dello scritto coplessivo. Permette di verificare se gli argomenti siano stati acquisiti e con che profondità. È solo migliorativa nel senso che, nel caso in cui non venga superata, o nel caso in cui lo studente decida di non avvalersi del suo esito, non apporta alcuno svantaggio sull'esame finale.

Libro di testo consigliato Marco Bramanti, Carlo D. Pagani, Sandro Salsa Analisi matematica 1. Zanichelli 2008. Dispense disponibili online A. Albanese, A. Leaci, D. Pallara, Appunti del Corso di Analisi Matematica 1 L. De Michele, Appunti di Analisi Matematica 1 Ulteriore materiale didattico Duarante lo svolgimento del corso, sulla piattaforma E-Learning verranno resi disponibili: le note delle lezioni; numerosi fogli di esercizi da svolgere sia sotto la supervisione dell'insegnante che da soli; altro materiale su argomenti specifici. .

Obiettivi generaliL'insegnamento fornisce agli studenti i principi di base della chimica organica: la nomenclatura delle principali classi di composti organici, la loro struttura, la stereochimica, la reattività. Il corso è il primo di un percorso didattico omogeneo composto dai corsi di Chimica Organica 1, 2 e 3 e di Chimica Organica Superiore. Gli obiettivi dell'insegnamento sono i seguenti: CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE Al termine di questa attività formativa, lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di conoscere i principi base della chimica organica in termini di nomenclatura dei composti, stereochimica, reattività fondamentale. Per raggiungere un buon livello di conoscenza di base, durante le lezioni frontali e durante le esercitazioni, sono previsti molti esempi ed esercizi con il fine di far acquisire allo studente una certa dimestichezza con i composti organici, con i meccanismi di reazioni scritti graficamente, con le simbologie grafiche adottate per la reattività e la risonanza (frecce per lo spostamento di una coppia di elettroni). Lo studio della nomenclatura e della stereochimica sarà basato su una serie di riferimenti a molecole della vita di tutti i giorni che ne rendano più facile e stimolante la comprensione (molecole naturali presenti negli alimenti, nelle piante, molecole di sintesi presenti nei vari prodotti inclusi i farmaci). La capacità dello studente di comprendere il decorso di una certa reazione chimica sarà invece stimolata ed indotta dal ragionamento sulla natura “push-pull” degli spostamenti delle coppie di elettroni e conseguenti arrangiamenti di legami con formazione dei prodotti. La conoscenza intima delle regole di base di questi meccanismi rende lo studente autonomo da uno studio puramente mnemonico della materia e lo rende capace di sviluppare correttamente, anche in sede di esame, meccanismi e prodotti di reazioni nuove. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Al termine di questa attività formativa, lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di: 1 scrivere la nomenclatura IUPAC di un composto organico a partire dalla sua struttura e viceversa, incluse le notazioni di stereochimica 2 Scrivere le conformazioni a minore energia e ragionare sull’energia conformazionale delle molecole organiche presentate durante il corso 3 scrivere il meccanismo di una reazione, immaginare i prodotti di una reazione non ancora studiata 4 orientarsi nella conoscenza degli orbitali molecolari e del loro ruolo nella reattività chimica 5 utilizzare le reazioni fondamentali apprese durante il corso come strumenti per comprendere la reattività più avanzata presentata nei corsi successivi di: Chimica Organica 2 e 3, Chimica Organica Superiore. AUTONOMIA DI GIUDIZIO Al termine di questa attività formativa, lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di analizzare criticamente il decorso di una reazione chimica ed il suo meccanismo, anche se la reazione non è stata presentata specificamente nel corso. Il docente ed il docente delle esercitazioni stimolano la discussione critica su una serie di argomenti tramite esercizi. CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO Risultati attesi: Saper risolvere esercizi di reattività generale, conoscenza di tutte le classi di composti organici più importanti e delle reazioni fondamentali, meccanismi di reazione, discutere la prevalenza di un meccanismo rispetto all’altro (termodinamica: sostituzione su eliminazione, cinetica: meccanismo monomolecolare su bimolecolare).

Aspetti generali della chimica organica. Atomi che interessano la Chimica Organica e loro corredo elettronico. Ibridazioni degli atomi di carbonio. Orbitali molecolari, orbitali ibridi. Rappresentazione di una struttura. Delocalizzazione degli orbitali molecolari, risonanza, aromaticità. Legame polarizzato e momenti dipolari. Forze intermolecolari. Fondamenti di reattività chimica. Simbologia e definizioni. Richiami sulla termodinamica e sulla cinetica delle reazioni. Coordinate di reazione, energia di attivazione, stato di transizione, intermedi di reazione. Meccanismi di reazione, elettrofili, nucleofili, radicali. Alcani e ciclo alcani. Definizione, struttura, isomeria, nomenclatura. Conformazioni di alcani e cicloalcani. Reattività degli alcani, ossidazione, alogenazione. Le reazioni radicaliche. Stereoisomeria. Stereoisomeria e criteri per la sua esistenza. Il centro stereogenico. Enantiomeri. Diastereoisomeri. La configurazione e i suoi descrittori R e S. Mesoforme. L'asse stereogenico. Stereoisomeri cis e trans, E e Z. Alcheni. Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche. Addizione di elettrofili al doppio legame. Il carbocatione, ordine di stabilità, somma di nucleofili, trasposizione, eliminazione. Addizioni radicaliche. Addizioni concertate, epossidazione, idrogenazione catalitica, Alchini. Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche. Acidità degli alchini terminali. Reazioni di addizione di elettrofili. Idratazione e tautomeria. Idrogenazione Alogenuri alchilici. Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche. Reazioni di sostituzione nucleofila e di eliminazione. Meccanismi mono e bimolecolari. Alcoli e tioli. Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche Acidità. Reazioni di sostituzione nucleofila ed eliminazione. Formazione di esteri ed eteri. Ossidazioni. Tioli e tioeteri. Fenoli. Eteri. Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche e reattività. Epossidi. Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche e reattività. Ammine. Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche. Basicità e carattere nucleofilo. Preparazione delle ammine. Eliminazione di Hofmann e di Cope. Sali di diazonio. Aldeidi e chetoni. Struttura e proprietà del gruppo carbonilico. Nomenclatura e proprietà fisiche. Reazioni di addizione di nucleofili forti e addizioni catalizzate da acidi. Addizione di nucleofili al carbonio: cianuro, composti organometallici, acetiluri, reattivi di Wittig. Addizione di acqua, di alcoli, di tioli, di ammoniaca, ammine e derivati dell’ammoniaca. Tautomeria. Reazione aldolica. Reazioni di ossidazione, Bayer-Villiger. Reazioni di riduzione ad alcoli e a idrocarburi. Acidi carbossilici e loro derivati. Struttura, nomenclatura, proprietà fisiche degli acidi carbossilici. Acidità. Influenza della struttura sul pKa. Reattività di acidi carbossilici, cloruri degli acidi, anidridi, esteri, tioesteri, ammidi, nitrili, incluso riduzione e reazione con composti organometallici. Alogenazione in α. Condensazione di Claisen. Sintesi acetacetica. Sintesi malonica. Sistemi coniugati. Cenno sulla reattività di dieni coniugati e composti carbonilici α,β-insaturi. Composti polifunzionali. Reazioni intramolecolari, concetto di protezione e di attivazione. Formazione del legame C-C, composti organometallici e strategie sintetiche Reazioni che permettono la formazione del legame C-C, la sintesi organica. Principali composti organometallici e loro reattività Biomolecole. Carboidrati: struttura dei monosaccaridi, serie sterica D e L, forme cicliche, anomeri a e b, il legame glicosidico, disaccaridi, polisaccaridi. Amminoacidi: struttura, comportamento al variare del pH. Il legame peptidico. Sintesi peptidica. Acidi nucleici: struttura e complementarietà delle basi. Lipidi: acidi grassi, trigliceridi, glico- e fosfolipidi, terpeni, steroidi Molecole organiche nella vita di tutti i giorni Si vedranno durante il corso una serie di esempi di molecole sintetiche e naturali che hanno un ruolo fondamentale nei cibi, nei farmaci, nei prodotti commerciali.

Esame scritto ( o due prove scritte in itinere) + orale.Si effettuano 2 prove in itinere scritte atte a valutare la capacità di risolvere problemi dello stesso tipo di quelli mostrati durante le esercitazioni del corso.Le due prove in itinere possono sostituire lo scritto se l’esito di entrambe le prove è sufficiente (maggiore o uguale a 18/30) è positivo.Le prove in itinere e lo scritto sono costituite da** domande aperte*, in cui si debbano rappresentare graficamente strutture molecolari, meccanismi di reazione, in cui si scrive la nomenclatura di composti organici e si rappresntano schemi di sintesi organica a più reazioni.Lo scopo delle prove in itinere e dello scritto è quello di verificare la capacità di risolvere problemi tipo quelli mostrati ad esercitazione.Lo scopo dell'orale è di verificare la capacità di esporre argomenti anche vasti della chimica organica in modo chiaro, di risolvere esercizi applicando le conoscenze acquisite durante il corso a problemi anche nuovi posti dal docente.Il colloquio orale è fondamentale per verificare che lo studente riesca ad applicare in modo non mnemonico le nozioni di base di reattività e di struttura delle molecole organiche in modo da poter risolvere problemi non affrontati in precedenza nel corso nè mostrati ad esercitazione.Esame orale con verifica delle conoscenze di base e della capacità di utilizzare i concetti base in ragionamenti su reattività e meccanismi di reazioni organiche.Composizione del voto: la media dei due compiti in itinere oppure il voto dello scritto costuiscono la base di partenza per il voto finale che viene determinato durante l'orale. Si considera che il voto dello scritto o la media dei compitini possa essere alzato o abbassato fino ad un massimo di 5 punti su 30 con il voto dell'orale.Graduazione della votazione:18-19: preparazione su un numero ridotto di argomenti presenti nel programma del corso, con capacità di trattazione e analisi limitate, molte lacune accompagnate da capacità di elaborazione critica limitata;20-23: preparazione su una parte degli argomenti presenti nel programma del corso, capacità di analisi autonoma solo su questioni puramente pratiche ed esecutive, uso di un lessico non accurato e capacità espositiva piuttosto incerta;24-27: preparazione su un numero ampio di argomenti trattati nel programma del corso, capacità di svolgere in modo autonomo l’argomentazione e l’analisi critica, capacità di applicazione delle conoscenze ai contesti e collegamento dei temi a casi concreti, uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio disciplinare;28 – 30/30L: preparazione completa ed esaustiva sugli argomenti in programma d’esame, capacità personale di trattazione autonoma e di analisi critica dei temi, capacità di riflessione e autoriflessione e di collegamento dei temi a casi concreti e a diversi contesti, ottima capacità di pensiero critico e autonomo, piena padronanza del lessico disciplinare e di una capacità espositiva rigorosa e articolata, capacità di argomentazione, riflessione e di autoriflessione, capacità di collegamenti ad altre discipline

Libri di testo: tutti i libri di chimica organica 1 possono in principio andare bene, per esempio: P. Bruice, Chimica Organica Brown, Iverson, Anslyn, Foote, Novak, Chimica Organica Sono molto importanti i modellini molecolari che si possono trovare con i libri di testo o acquistare separatamente Su piattaforma Moodle saranno presenti le slides delle lezioni, le registrazioni delle lezioni, ed articoli di approfondimento per chi lo desidera. Inoltre saranno presenti esercizi e sarà istituito un forum per la correzione degli esercizi ed il tutoraggio online.

Il corso fornisce le nozioni di base della meccanica classica del punto materiale, dei corpi rigidi, dei fluidi e delle onde meccaniche. Inoltre, il corso addestra gli studenti ad applicare alla soluzione di problemi reali le nozioni teoriche acquisite. In particolare insegna il processo di astrazione necessario per la modellizzazione del sistema studiato e il relativo passaggio alle relazioni matematiche. Al termine del corso lo studente conosce le leggi fondamentali che governano la meccanica classica nonché il loro significato ed ambito di applicazione (Conoscenze e capacità di comprensione). Inoltre lo studente è in grado di applicare le conoscenze acquisite nella modellizzazione, analisi e soluzione di problemi pratici di meccanica classica (Conoscenza e capacità di comprensione applicate) ed è in grado di identificare il metodo più adatto per affrontare le diverse tipologie di problemi (Autonomia di giudizio). Durante il corso lo studente acquisisce anche un adeguato linguaggio scientifico che gli consente di comunicare in modo rigoroso e appropriato i concetti appresi (Abilità comunicative). Infine, al termine del corso lo studente riconosce l’importanza di una descrizione quantitativa e rigorosa delle grandezze fisiche e della descrizione formale delle loro relazioni acquisendo in tal modo un approccio scientifico fondamentale per affrontare lo studio di tutte le discipline scientifiche (Capacità di apprendere).

PARTE I 1. Unità di misura, grandezze fisiche e vettoriLa natura della fisicaLa soluzione dei problemi di fisicaCampioni e unità di misuraAnalisi dimensionale e conversioniIncertezza e cifre significativeStime e ordini di grandezzaVettori e somma vettorialeVettori e loro componentiVersoriMoltiplicazione di due vettori 2. Moto rettilineoSpostamento, intervallo di tempo e velocità mediaLa velocità istantaneaAccelerazione media e istantaneaMoto rettilineo con accelerazione costanteMoto di caduta libera dei corpiCalcolo di velocità e posizione mediante integrazione 3. Moto in due o tre dimensioniVettori posizione e velocitàIl vettore accelerazioneIl moto dei proiettiliIl moto circolareVelocità relativa 4. Leggi del moto di newtonForza e interazioniLa prima legge di NewtonLa seconda legge di NewtonMassa e pesoLa terza legge di NewtonDiagrammi di corpo libero 5. Applicazioni delle leggi di newtonApplicazioni della prima legge di Newton: oggetti in equilibrioApplicazioni della seconda legge di Newton: dinamicaLe forze di attritoDinamica del moto circolareLe forze fondamentali della natura* 6. Lavoro ed energia cineticaIl lavoroL’energia cinetica e il teorema dell’energia cineticaLavoro ed energia con forze variabiliLa potenza 7. Energia potenziale e conservazione dell'energiaEnergia potenziale gravitazionaleEnergia potenziale elasticaForze conservative e non conservativeForza ed energia potenzialeDiagrammi dell’energia PARTE II 8. Quantità di moto, impulso e urtiQuantità di moto e impulsoConservazione della quantità di motoConservazione della quantità di moto e urtiUrti elasticiCentro di massaPropulsione dei razzi 9. Rotazione dei corpi rigidiVelocità e accelerazione angolareRotazioni con accelerazione angolare costanteRelazione tra cinematica traslazionale e rotazionaleEnergia nel moto rotazionaleTeorema degli assi paralleliCalcolare il momento d'inerzia 10. Dinamica del moto rotazionaleMomento di una forzaMomento di una forza e accelerazione angolare di un corpo rigidoRotazione di un corpo rigido attorno a un asse in movimentoLavoro e potenza nel moto rotazionaleMomento angolareConservazione del momento angolareGiroscopi e moto di precessione 11. Equilibrio ed elasticitàCondizioni per l’equilibrioCentro di gravitàRisolvere problemi sull’equilibrio di corpi rigidiSforzo, deformazione e modulo elasticoElasticità e plasticità 12. Meccanica dei fluidiDensitàPressione in FluidoSpinta di galleggiamentoFluidi in movimentoEquazione di BernoulliViscosità e turbolenza 13. GravitazioneLegge di Newton della gravitazioneIl pesoL’energia potenziale gravitazionaleIl moto dei satellitiLe leggi di Keplero e il moto dei pianeti*La rotazione terrestre e il peso apparente 14. Moto periodicoDescrizione del moto oscillatorioMoto armonico sempliceEnergia nel moto armonico sempliceApplicazioni del moto armonico sempliceIl pendolo sempliceIl pendolo fisicoOscillazioni smorzateOscillazioni forzate e risonanza 15. Onde meccanicheTipi di onde meccanicheOnde periodicheDescrizione matematica di un'ondaVelocità di un'onda trasversaleEnergia di un’onda in movimentoInterferenza delle onde, condizioni al contorno e sovrapposizioneOnde stazionarie su una cordaModi normali di una corda

La valutazione prevede una prova scritta e una orale. E' necessario superare la prova scritta per accedere a quella orale. Sono previste due prove in itinere. Il superamento di entrambe le prove in itinere consente l'accesso alla prova orale. Durante la prova scritta e quelle in itinere è possibile utilizzare esclusivamente una calcolatrice scientifica e un formulario purché scritto rigorosamente a mano dallo studente su un foglio personale, in formato A4, messo a disposizione dal docente. La prova orale non deve essere necessariamente sostenuta nello stesso appello della prova scritta. Una prova scritta superata, infatti, è considerata valida fino all'ultimo appello dell’anno accademico in corso (ovvero entro i successivi mesi di aprile-maggio) anche nel caso in cui una prova orale abbia esito negativo. Valutazione L’esame scritto ha lo scopo di valutare la capacità dello studente di affrontare specifici problemi di meccanica classica modellizzandoli nel modo appropriato nonché risolvendoli quantitativamente descrivendo, in modo chiaro, il ragionamento logico seguito e motivando l’uso di eventuali formule o principi.La valutazione è espressa in trentesimi. L’esame orale mira invece a verificare che lo studente abbia un adeguato grado di comprensione delle leggi che governano la meccanica classica, del loro significato, ambito di applicazione ed eventuale derivazione.La valutazione è espressa in trentesimi. 16-20: Conoscenza delle sole definizioni e enunciati delle leggi e dei principi fisici trattati ma con scarse capacità di collegamento tra gli argomenti. Capacità di trattazione e analisi limitate che emergono solo a seguito dell’aiuto e delle domande del docente. Competenza espositiva e lessico non sempre corretti. 21-25: Conoscenza delle definizioni e degli enunciati dei teoremi nonché del loro ambito di applicazione evidenziando buone capacità di collegamenti tra gli argomenti trattati ma con difficoltà nel ricostruire le dimostrazioni senza l'aiuto del docente. Uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio disciplinare. 26-30/30L: Preparazione completa ed esaustiva sugli argomenti in programma d’esame, capacità personale di trattazione autonoma e di analisi critica dei temi, capacità di riflessione e autoriflessione e di collegamento dei temi a casi concreti e a diversi contesti, ottima capacità di pensiero critico e autonomo, piena padronanza del lessico disciplinare e di una capacità espositiva rigorosa e articolata, capacità di argomentazione, riflessione e di autoriflessione, capacità di collegamenti ad altre discipline. La valutazione complessiva è ottenuta con una media pesata tra il voto della prova scritta (30%) e quella orale (70%). Nota Su richiesta dello studente l'esame può essere sostenuto in lingua inglese.

Libro di testo consigliato: Young, FreedmanPrincipi di Fisica: Meccanica, onde e termodinamica - Vol. 1 (15° edizione)Pearson

Obiettivo del corso è fornire un'adeguata conoscenza della chimica degli elementi e dei composti inorganici, con particolare attenzione alle relazioni tra struttura, proprietà e reattività. Al termine del corso, studentesse e studenti avranno acquisito le conoscenze base della chimica inorganica e appreso un certo numero di metodologie sperimentali per la sintesi di composti inorganici. Conoscenza e capacità di comprensioneStudentesse e studenti completeranno e approfondiranno la conoscenza degli argomenti generali della chimica inorganica quali la teoria atomica e la periodicità degli elementi; i modelli di legame chimico; la simmetria molecolare; i solidi ionici e metallici; acidità-basicità e donatore-accettore; ossidazione e riduzione nonché la conoscenza delle proprietà degli elementi dei gruppi principali e dei metalli di transizione e dei loro composti. Nelle esperienze di laboratorio saranno apprese metodologie sperimentali per la sintesi e caratterizzazione di composti inorganici Capacità di applicare conoscenza e comprensione.Studentesse e studenti saranno in grado di utilizzare la nomenclatura IUPAC per individuare i composti inorganici; di descrivere il comportamento chimico dei gruppi di elementi della tavola periodica; di utilizzare la conoscenza delle proprietà di base e periodiche degli elementi e dei loro composti per una corretta interpretazione delle relazioni tra struttura, proprietà e reattività dei composti inorganici. Avranno acquisito, inoltre, competenze per sintetizzarere composti inorganici e maneggiare in sicurezza i reagenti chimici, incluso il loro corretto smaltimento per prevenire rischi nei laboratori. Autonomia di giudizio.Studentesse e studenti sapranno individuare le proprietà di base e periodiche della chimica inorganica in grado di spiegare e prevedere la reattività degli elementi e dei loro composti; redigere una relazione su attività sperimentali di laboratorio, descrivendo in sintesi l’esperienza; riportando informazioni ottenute dall’acquisizione e elaborazione di dati sperimentali; valutando criticamente i risultati ottenuti. Capacità di apprendimento.Studentesse e studenti saranno in grado comprendere i principi base della chimica inorganica e delle proprietà periodiche degli elementi, applicandoli correttamente al problema da risolvere anche in contesti differenti rispetto a quelli presentati nel corso, approfondendo gli argomenti trattati con strumenti diversi da quelli forniti e prevedendo quali informazioni è possibile ricavare da osservazioni o dati in esame. Abilità comunicative.Studentesse e studenti sapranno descrivere in forma orale in modo chiaro e sintetico e con proprietà di linguaggio le proprietà di base della chimica inorganica; le proprietà, struttura e reattività dei composti inorganici; nonché gli obiettivi e i procedimenti delle esperienze di laboratorio.Sapranno svolgere il lavoro sperimentale di laboratorio in gruppi ristretti condividendo l’organizzazione del lavoro e la comunicazione di informazione e risultati e spranno comunicare risultati scientifici in report scritti di laboratorio

Chimica InorganicaRichiami di struttura atomica e periodicità degli elementi. – Introduzione al legame chimico. Il legame e le proprietà dei composti covalenti e ionici - La struttura dei solidi - Chimica acido-base e accettore-donatore – Reazioni di ossidazione e riduzione - Caratteristiche generali e periodicità degli elementi s e p e dei metalli di transizione – L’idrogeno – I gruppi 1 e 2 – Il gruppo del boro – Il gruppo del carbonio - Il gruppo dell’azoto – Il gruppo dell’ossigeno – Gli alogeni- La chimica dei metalli di transizione. Composti di coordinazione. Numero e simmetria di coordinazione. Classificazione dei leganti. Le costanti di stabilità. Il legame chimico nei composti di coordinazione. Reazioni dei complessi: sostituzione, redox, isomerizzazione. Composti metallorganici. Laboratorio di Chimica InorganicaEsperienze di sintesi e reattività di composti dei gruppi principali e dei metalli di transizione: Sintesi ed analisi termica degli ossalati idrati del gruppo II; Sintesi di polisilossani; Le proprietà acide del boro: sintesi e reattività dell'anione tetrafluoroborato; Gli stati di ossidazione dello stagno: sintesi degli ioduri di Sn(II) e Sn(IV); Sintesi di acetilacetonati dei metalli di transizione; Sintesi e proprietà di ZnO.

Lo studente consegue i CFU del corso attraverso il superamento di una prova scritta e di una prova orale. Nonsono previste prove in-itinere.La prova scritta consiste in sei relazioni di laboratorio, elaborati che riportano per ogni esperienza una breve descrizione delle modalità di svolgimento delle prove sperimentali, i risultati ottenuti e osservazioni riguardanti l'attività sperimentale svolta. La valutazione delle relazioni di laboratorio riguarda le conoscenze di chimica inorganica alla base delle esperienze, e la precisione e la correttezza nel riportare i risultati numerici, i grafici e le osservazioni sperimentali. La votazione varia da 0 a 5 per ogni esperienza per un totale di 30/30 del modulo di laboratorio. La valutazione positiva delle relazioni di laboratorio (minimo 18/30 corrispondente ad un punteggio medio di 3 per esperienza) e la frequenza del laboratorio (almeno 5 presenze su 6) consentono l'accesso alla prova orale.La prova orale con votazione in trentesimi consiste in un colloquio in cui lo studente dovrà rispondere in modo chiaro e con proprietà di linguaggio a domande aperte sugli aspetti generali della chimica inorganica, la conoscenza delle proprietà degli elementi dei gruppi principali e dei metalli di transizione e dei loro composti, nonché sulle esperienze svolte in laboratorio. Il voto finale corrisponde ad una somma ponderata della valutazione delle due parti con la seguente graduazione:18-21: preparazione su una parte limitata degli argomenti del programma del corso, con scarsa capacità di trattazione e analisi autonoma che, nella prova orale, emergono solo a seguito dell’aiuto e delle domande del docente; capacità espositiva a tratti incerta, lessico non sempre chiaro e accurato, talvolta non corretto, con una capacità di elaborazione critica molto limitata;22-24 preparazione su un buon numero degli argomenti del programma del corso anche se non omogenea, con una sufficiente capacità di trattazione e analisi autonoma, talvolta sollecitate dalle domande del docente; capacità espositiva sufficientemente chiara, lessico generalmente corretto, anche se talvolta non accurato o chiaro, capacità di elaborazione critica limitata;25-27: preparazione su un numero ampio di argomenti trattati nel programma del corso, capacità di svolgere con buona autonomia l’argomentazione e l’analisi critica e capacità di applicazione delle conoscenze a casi concreti, uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio disciplinare;28 – 30/30L: preparazione completa ed esaustiva sugli argomenti del programma d’esame, capacità di trattazione autonoma e di analisi critica degli argomenti, capacità di collegamento dei temi a casi concreti e a diversi contesti e discipline, ottima capacità di pensiero critico e autonomo, piena padronanza del lessico disciplinare, capacità espositiva rigorosa e articolata, capacità di argomentazione.

Slide delle lezioni frontali di Chimica Inorganica (e-learning)Esercizi di apprendimento degli argomenti principali di chimica inorganica (e-learning) Dispense delle Esperienze di Laboratorio (e-learning)Registrazioni delle lezioni introduttive alle attività di laboratorio (e-learning)Slide delle delle lezioni introduttive alle attività di laboratorio (e-learning) Testo di Chimica Inorganica indicato dal Docente: M.Weller, T.Overton, J.Rourke, F.Armstrong, La Chimica Inorganica di Atkins, Zanichelli

Conoscenze e capacità di comprensione Al termine del corso lo studente conosce: Il concetto di aromaticità e i principali approcci scientifici. Le principali classi di sostanze aromatiche ed eteroaromatiche, comprese le loro proprietà strutturali, chimiche ed elettroniche. La reattività principale e i metodi di sintesi delle sostanze aromatiche ed eteroaromatiche. Le basi concettuali della sintesi organica. I metodi principali di purificazione dei composti organici (separazione, estrazione, cristallizzazione, distillazione e metodi cromatografici). I metodi principali di caratterizzazione dei composti organici, inclusi i metodi cromatografici e la determinazione del punto di fusione. Applicazione di conoscenza e capacità di comprensione Al termine del corso lo studente è in grado di: Riconoscere ed interpretare le principali proprietà delle sostanze aromatiche ed eteroaromatiche. Sintetizzare e applicare le principali reazioni delle sostanze aromatiche ed eteroaromatiche. Progettare ed effettuare una semplice sintesi di un composto organico partendo da precursori commerciali. Purificare e caratterizzare in laboratorio i composti organici sintetizzati. Autonomia di giudizio Al termine del corso lo studente è in grado di: Selezionare le principali classi di sostanze aromatiche ed eteroaromatiche in base al loro utilizzo e proprietà. Selezionare le reazioni e le sintesi più idonee in base ai prodotti da ottenere. Scegliere il metodo di sintesi, di purificazione e caratterizzazione più appropriato per realizzare un composto organico in laboratorio. Abilità comunicative Al termine del corso lo studente sa: Descrivere per iscritto in modo chiaro e sintetico, ed esporre oralmente con proprietà di linguaggio, i concetti principali di aromaticità, proprietà e reattività. Descrivere in una relazione tecnica in modo chiaro e sintetico gli obiettivi, il procedimento ed i risultati delle procedure sperimentali effettuate. Capacità di apprendere Al termine del corso lo studente è in grado di: Applicare le conoscenze acquisite a classi e contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Estendere in maniera autonoma le conoscenze tramite lo studio di testi avanzati, letteratura scientifica di settore, brevetti e report tecnico-scientifici.

***Modulo di Teoria (Chimica Organica II) *** Sistemi aromatici carbociclici mononucleari: Approfondimento dei concetti di base. Orbitali molecolari e metodo di Hückel (HMO). Benzene: aromaticità, risonanza, energia di risonanza e delocalizzazione. Regola di Hückel. Reazioni in catena laterale, riduzioni ed ossidazioni. Sostituzione elettrofila aromatica (effetto dei sostituenti e teoria dell'orientamento). Nitroderivati e ammine aromatiche (sintesi e reattività). Sali di diazonio. Acidi arilsolfonici e meccanismo della solfonazione. Alogeno derivati aromatici e sostituzione nucleofila aromatica. Reazioni di cross-coupling catalizzate da metalli di transizione. Fenoli ed eteri fenolici (sintesi di Kolbe, reazioni con formaldeide, Reimer-Tiemann, copulazione). Chinoni ed equilibri di ossidoriduzione. Sistemi aromatici carbociclici polinucleari: Biarili, Naftalene (sintesi e reazioni di sostituzione elettrofila), Antracene e fenantrene. Sistemi eteroaromatici: Nomenclatura e proprietà principali. Equazione di Klopman-Salem. Sostituzione elettrofila attraverso la teoria degli orbitali molecolari. Sistemi pentatomici monoetero, esatomici mono e polietero, sistemi pentatomici di- e polietero (nomenclatura, proprietà, sintesi e reattività). Derivati naturali e di importanza biologica. ***Modulo di Laboratorio (Laboratorio di Chimica Organica II) *** Sicurezza nel laboratorio organico. Tecniche di separazione ed estrazione. Tecniche di distillazione. Tecniche di cristallizzazione. Metodi cromatografici. Tecniche spettroscopiche e determinazione del punto di fusione. Risoluzione di esercizi e stesura di relazioni tecniche.

L'orizzonte di valutazione integra le componenti teoriche e pratiche del corso: Valutazione del Modulo di Laboratorio:Si basa sul comportamento in laboratorio (rispetto della sicurezza, indipendenza, padronanza tecnica) e sulla correzione delle relazioni tecniche scritte (gestione dei dati sperimentali, teoria degli errori, concisione e chiarezza). Esame di Teoria:Prevede una prova orale finale di circa un'ora su tutto il programma, con possibili brevi parti scritte alla lavagna. Durante il corso è possibile sostenere prove parziali scritte in itinere (domande aperte/chiuse). In caso di esito positivo di queste ultime, l'orale diventa facoltativo per il primo appello successivo. La valutazione complessiva terrà conto dei criteri qualitativi standard (da A+ ad E per i parziali; voto in trentesimi per il voto finale) legati ai quattro parametri principali di Ateneo: conoscenza concettuale, applicazione delle conoscenze, capacità comunicative-argomentative e capacità di autovalutazione. Si rimanda ai syllabus specifici dei moduli per indicazioni precise in merito ai parametri di valutazione

Testi consigliati: P. Y. Bruice, Chimica Organica, EdiSES. A. Abbotto, N. Manfredi, O. Bettucci, Chimica Organica, Scienza Express, 2025. A. Abbotto, G. Pagani, Chimica Eterociclica, Piccin. Materiale integrativo: Dispense fornite dal docente e pagine E-learning del corso.

L’obiettivo del Corso è quello di fornire i concetti fondamentali della termodinamica classica per lo studio dei sistemi macroscopici, al fine di prevedere l’evoluzione spontanea dei processi e il raggiungimento dello stato di equilibrio Conoscenze e capacità di comprensione Al termine del corso lo studente conosce: - le grandezze utilizzate per la descrizione termodinamica dei sistemi macroscopici e la definizione di variabili di stato; - i modelli del gas perfetto e dei gas reali; - la prima legge della termodinamica: energia ed entalpia e loro variazioni in processi di natura fisica e chimica; - la seconda e terza legge della termodinamica: entropia e sua variazione in processi di natura fisica e chimica; - l’energia libera e le sue variazioni in processi che coinvolgono sostanze pure, miscele semplici e la reattività chimica. Conoscenza e capacità di comprensione applicate Al termine del corso lo studente è in grado di: - calcolare le variazioni energia ed entalpia in processi di natura fisica e chimica; - calcolare le variazioni di entropia in processi di natura fisica e chimica; - calcolare la variazione di energia libera in processi che coinvolgono sostanze pure, miscele semplici e la reattività chimica per la previsione della evoluzione spontanea dei sistemi e dello stato finale di equilibrio. Autonomia di giudizio Al termine del corso lo studente è in grado di individuare, sulla base del processo in esame: - le variabili di stato necessarie per la descrizione del sistema; - il potenziale termodinamico da utilizzare per lo studio dell’evoluzione spontanea del sistema e la caratterizzazione dello stato di equilibrio. Abilità comunicative Saper presentare nella prova scritta il ragionamento e lo svolgimento dei calcoli svolti per la soluzione dei problemi in modo chiaro e corretto; saper esporre oralmente con proprietà di linguaggio gli argomenti proposti dal docente. Capacità di apprendere Essere in grado di applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, e di comprendere gli argomenti trattati nella letteratura scientifica riguardanti gli aspetti termodinamici dei processi di interesse.

Descrizione dei sistemi macroscopici: rappresentazione termodinamica della realtà fisica; variazione dello stato di un sistema; definizione di lavoro e calore; descrizione matematica dei sistemi; processi ciclici. Gas perfetti e gas reali: l’equazione di stato dei gas perfetti; i gas reali; modellizzazione dei gas reali. Prima legge della termodinamica, energia ed entalpia: energia e prima legge della termodinamica; interpretazione molecolare delle variazioni di energia; la misura del calore scambiato come variabile di stato; capacità termica dei gas; composti puri: dipendenza di CV, CP, E e H dalla temperatura; espansione di un gas ideale; variazioni di energia ed entalpia; termochimica: calcolo di variazioni di entalpia. Entropia, seconda e terza legge della termodinamica: processi spontanei e necessità di una seconda legge; la seconda legge della termodinamica; il criterio di spontaneità in termini di entropia; interpretazione molecolare dell’entropia; combinazione matematica della prima e seconda legge; la terza legge della termodinamica; variazione di entropia in trasformazioni fisiche di composti puri; variazione di entropia in trasformazione fisiche di miscele: entropia di mescolamento; entropia di reazione e sua dipendenza dalla temperatura; le macchine termiche; il ciclo frigorifero. Energia libera ed equilibrio: energia libera di Gibbs ed energia libera di Helmholtz; il criterio di spontaneità in termini di energia libera; significato dell’energia libera; variazione di energia libera di Gibbs in composti puri. Trasformazioni fisiche di sostanze pure: fasi e trasformazioni di fase; diagrammi di fase; equazione di Clausius-Clapeyron; variazioni di proprietà in corrispondenza a transizioni di fase. Le miscele semplici: le grandezze parziali molari; la termodinamica del mescolamento; il potenziale chimico dei liquidi; le proprietà termodinamiche delle soluzioni; soluzioni reali e attività; diagrammi di fase di sistemi binari. L’equilibrio chimico: energia libera molare standard di reazione; la risposta degli equilibri alle condizioni; gli equilibri elettrochimici.

L'esame consiste in una prova scritta (non sono previste prove intemedie) e in un colloquio orale. La prova scritta proposta deve essere superata con votazione superiore o uguale a 15 trentesimi. Le prove scritte si articolano in 2 o 3 problemi da svolgere in due ore;i problemi proposti hanno generalmente "peso" uguale dal punto di vista della valutazione. I problemi vertono sugli argomenti del corso che sono stati oggetto delle esercitazioni svolte a lezione. La prova scritta ha validità di 6 mesi ed entro 6 mesi deve essere svolto il colloquio orale. A seguito di un esito ritenuto non soddisfacente nella prova scritta, può essere svolta una nuova prova scritta. Se lo scritto viene consegnato, questo sostituirà la prova precedente per la valutazione. Se lo scritto non viene consegnato, la valutazione rimarrà quella dello scritto precedente. La prova scritta valuta la capacità di applicare le conoscenze acquisite durante il corso. La valutazione è espressa attraverso un giudizio: Ottimo/buono/sufficiente/insufficiente (ammesso all’orale)/Non ammesso relativamente alla capacità assolvere alle richieste dimostrando la capacità di applicare le conoscenze ai diversi contesti proposti. La valutazione è attribuita sulla base dei seguenti criteri: **** Non ammesso all’orale**** (votazione inferiore a 15): gravi lacune delle conoscenze richieste per la risoluzione del problema e incapacità ad applicare idonee strategie di soluzione del problema;**Insufficiente – Ammesso all’orale (votazione 17-15): significative lacune delle conoscenze richieste per la risoluzione del problema e scarsa capacità ad applicare idonee strategie di soluzione del problema; Sufficiente (votazione: 18-22): lacune delle conoscenze richieste per la risoluzione del problema e capacità limitata ad applicare idonee strategie di soluzione del problema; Discreto (votazione: 23-25): adeguata padronanza delle conoscenze richieste per la risoluzione del problema e discreta capacità ad applicare idonee strategie di soluzione del problema; Buono (votazione 26-27): solida padronanza delle conoscenze richieste per la risoluzione del problema e buona capacità ad applicare idonee strategie di soluzione del problema; Distinto (votazione: 28-29): approfondita padronanza delle conoscenze richieste per la risoluzione del problema e notevole capacità ad applicare idonee strategie di soluzione del problema; Ottimo (votazione 30-30L: ottima padronanza delle conoscenze richieste per la risoluzione del problema e ottima capacità di applicare le più idonee strategie di soluzione del problema. La prova orale prevede una discussione sull’esito della prova scritta e domande sugli argomenti del corso. A partire dalla votazione conseguita nella prova scritta, lo studente sarà valutato sulla base dei seguenti criteri: conoscenza e capacità di comprensione; capacità di collegare i diversi concetti; capacità espositive; autonomia di analisi e di giudizio; capacità di utilizzare correttamente il linguaggio scientifico. La valutazione è attribuita sulla base dei seguenti criteri:18-22: preparazione su un numero ridotto di argomenti presenti nel programma del corso, con capacità di trattazione e analisi limitate che sono sviluppate solo a seguito dell’aiuto e delle domande del docente; competenza espositiva e lessico non sempre corretti, con una capacità di elaborazione critica limitata;23-25: preparazione su una parte degli argomenti presenti nel programma del corso, capacità di analisi autonomanon sempre adeguata, uso di un lessico corretto anche se non del tutto accurato e chiaro e di una capacità espositiva a tratti incerta;26-27: preparazione su un numero ampio di argomenti trattati nel programma del corso, capacità di svolgere in modo autonomo l’argomentazione e l’analisi critica, capacità di applicazione delle conoscenze ai contesti e collegamento dei temi a casi concreti, uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio disciplinare;28 – 30/30L: preparazione completa ed esaustiva sugli argomenti in programma d’esame, capacità personale di trattazione autonoma e di analisi critica dei temi, capacità di riflessione e autoriflessione e di collegamento dei temi a casi concreti e a diversi contesti, ottima capacità di pensiero critico e autonomo, piena padronanza del lessico disciplinare e di una capacità espositiva rigorosa e articolata, capacità di argomentazione, riflessione e di autoriflessione, capacità di collegamenti ad altre discipline. E' possibile ritirarsi durante l’orale, mantenendo validità dello scritto (per 1 sola volta)Nel caso in cui l'orale non venga superato lo studente dovrà rifare la prova scritta. Il voto finale, espresso in trentesimi con eventuale lode, è dato dalla media delle due prove. Su richiesta dello studente, l'esame potrà essere svolto in lingua inglese.

Dispensa fornite dai docenti: U. Cosentino, D. Pitea Elementi di Chimica Fisica P.W. Atkins, J. de Paula Chimica Fisica, V ed. italiana sulla nona edizione inglese, Zanichelli 2012, o edizioni successive Videoregistrazioni delle lezioni sulla pagina e-learning dell’insegnamento.

Il corso si propone di insegnare i fondamenti dell'elettromagnetismo e dell'ottica ondulatoria. Conoscenze e capacità di comprensione: conoscenza dei principali fenomeni elettrici, magnetici e dell'ottica ondulatoria e comprensione dei modelli matematici che li descrivono. Conoscenza e capacità di comprensione applicate: conoscenza delle principali applicazioni sperimentali delle leggi dell'elettromagnetismo e capacità di comprendere il funzionamento di semplici dispositivi basati sull'elettromagnetismo. Autonomia di giudizio: capacità di giudicare autonomamente se un fenomeno naturale o di laboratorio è descrivibile mediante le leggi dell'elettromagnetismo. Abilità comunicative: capacità di descrivere in modo chiaro le leggi dell'elettromagnetismo e le sue applicazioni. Capacità di apprendimento: capacità di apprendere le leggi dell'elettromagnetismo ad un livello adeguato alla soluzione di semplici problemi quantitativi.

Prima parte del corso: elettrostatica nel vuoto, correnti elettriche e magnetostatica nel vuoto - Campi elettrici Fenomenologia delle interazioni elettriche. Legge di Coulomb. Campo elettrico: definizione, principio di sovrapposizione e risultati per cariche puntiformi. Campo elettrico di una distribuzione di carica generica. Linee di campo elettrico. Moto di una particella carica in un campo elettrico uniforme - Legge di Gauss Flusso elettrico, enunciato del teorema di Gauss ed applicazioni. Proprietà del campo elettrico nei conduttori all'equilibrio elettrostatico. - Potenziale elettrico Potenziale elettrico e differenza di potenziale. Differenza di potenziale per un campo elettrico uniforme e per il campo elettrico generato da cariche puntiformi. Relazione tra campo elettrico e potenziale. Potenziale dovuto a distribuzioni continue di carica. Proprietà del potenziale elettrico nei conduttori ed applicazioni. - Capacità, condensatori e cenni a dielettrici Definizione e calcolo della capacità di conduttori e condensatori. Condensatori in serie e parallelo. Energia immagazzinata in un condensatore. Cenni alle proprietà dei condensatori con dielettrici. - Corrente elettrica e applicazioni Definizione di corrente elettrica ed interpretazione microscopica. Resistenza, resistività e legge di Ohm. Cenni alle proprietà della resistenza in funzione della temperatura. Potenza elettrica. Resistenze in serie e parallelo. Carica e scarica del condensatore in un circuito RC. - Campi magnetici Fenomenologia delle interazioni magnetiche. Forza su una carica in moto in un campo magnetico. Moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme ed applicazioni. Forza sul filo indefinito percorso da corrente. Momento magnetico e momento meccanico agente sulla spira percorsa da corrente. Principio di funzionamento del motore elettrico. Effetto Hall e misura del campo magnetico - Sorgenti di campo magnetico Esperimento di Oersted e legge di Biot-Savart. Proprietà del campo magnetico prodotto da un filo indefinito e da una spira circolare percorsi da corrente. Forza magnetica tra due fili indefiniti percorsi da corrente e definizione operativa di Ampere. Legge di Ampere ed applicazioni al filo indefinito percorso da corrente, al toroide e al solenoide indefinito. Teorema di Gauss per il campo magnetico. Seconda parte del corso: elettromagnetismo, ottica ed elementi di fisica moderna - Legge di Faraday Legge dell'induzione e f.e.m. nei circuiti in moto. Legge di Lenz e campi elettrici indotti. Generatori e motori. - Induttanza Autoinduzione ed induttanza. Circuiti RL. Energia in un campo magnetico. - Onde elettromagnetiche Corrente di spostamento ed equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche piane, energia e quantità di moto trasportate da onde elettromagnetiche. Spettro delle onde elettromagnetiche. - Natura della luce e leggi dell'ottica geometrica Proprietà generali della luce e leggi dell'ottica geometrica. Principio di Huygens. - Ottica ondulatoria Interferenza tra onde luminose ed esperimento di Young. Variazione di fase dovuta alla riflessione ed interferenza da lamine sottili. Interferometro di Michelson e cenni ad alcune applicazioni. - Diffrazione Diffrazione da fenditure sottili. Limite alla risoluzione di strumenti ottici dovuto alla diffrazione. Reticolo di diffrazione e diffrazione da cristalli. Cenni alla polarizzazione delle onde luminose. - Elementi di Fisica Moderna Crisi della fisica classica ed evidenza sperimentale della natura corpuscolare della radiazione e della natura ondulatoria della materia.

Modalità dell’esame L’esame consiste di una prova scritta e, se necessario o richiesto dallo studente, una prova orale finale. Per partecipare alla prova scritta bisogna iscriversi tramite il link predisposto sulla pagina web del corso. Per partecipare alla prova orale o verbalizzare il voto dell’esame è invece necessario iscriversi ad un appello tramite le Segreterie Online.La validità di ciascuna prova scritta consegnata è di 8 appelli a partire da quello successivo al sostenimento della prova. Ogni prova scritta è valutata con un punteggio massimo pari a 32. Ai fini dell’ammissione all’esame orale, lo studente deve ottenere un punteggio minimo di 15. Agli studenti che conseguono un punteggio non inferiore a 20 nella prova scritta è data facoltà di non sostenere la prova orale. In tal caso, gli studenti devono inviare una e-mail di accettazione del proprio voto al docente e comunicare a quale appello sono iscritti ai fini della registrazione dell’esito mediante le Segreterie Online. Il voto finale dell’esame coincide in questo caso con il punteggio conseguito nella prova scritta, arrotondato per eccesso all’intero. Se il punteggio è superiore a 30, è attribuita la valutazione di “30 e lode”. La prova orale è obbligatoria per tutti gli studenti che abbiano realizzato un punteggio complessivo compreso tra 15 e 19 nella prova scritta. Si può sostenere la prova orale nello stesso appello in cui si è sostenuta l’ultima prova scritta, oppure in uno successivo. Struttura della prova scritta La prova scritta verte su tutti e soli gli argomenti affrontati durante le lezioni o esercitazioni e riportati nel programma dettagliato disponibile alla pagina web del corso. Durante la prova scritta è consentito l’uso di un calcolatore tascabile e di una copia cartacea del formulario del corso disponibile alla pagina web. Non è consentito l’uso di appunti o libri di testo, in qualunque forma. Gli studenti che partecipano alla prova scritta devono inoltre esibire la tessera universitaria per il riconoscimento. Ciascuna prova scritta è fatta di quattro domande, a risposta aperta, di carattere sia teorico, sia applicativo (soluzione di un esercizio), a cui rispondere in un tempo totale di 120 minuti. Struttura della prova orale Per gli studenti ammessi all’orale con un punteggio non inferiore a 16, la prova orale è volta prevalentemente ad accertare l’eventuale superamento delle lacune emerse nella prova scritta. Consiste in un massimo di due domande, di carattere sia teorico sia applicativo, principalmente sugli argomenti risultati più incerti sulla base dell’esito della prova scritta. Alla prova orale è attribuito un punteggio compreso tra -2 e 2 punti, all’interno del quale intervallo il punteggio minimo indica un significativo peggioramento della lacuna emersa nella prova scritta, mentre il punteggio massimo indica un significativo miglioramento. In caso di svolgimento della prova orale integrativa, il voto finale dell’esame consiste nella somma tra il punteggio conseguito in questa prova e in quella scritta. Se il punteggio complessivo è non inferiore a 18, l’esame risulta superato e la valutazione coincide con il punteggio ottenuto, arrotondato all’intero. Se il punteggio è superiore a 30, è attribuita la valutazione di “30 e lode”. Nel caso in cui il punteggio fosse inferiore a 18, invece, l’esame non è superato e lo studente deve ripetere anche la prova scritta. Prove in itinere Al fine di favorire un rapido superamento dell’esame, agli studenti che lo desiderano è data facoltà di sostituire la prova scritta mediante due prove scritte “in itinere” (compitini) in due diverse date,una per prova, fissate durante lo svolgimento della didattica (orientativamente nei mesi di Novembre e Gennaio) e in orario coincidente con quello delle lezioni o esercitazioni. Nella data di ciascuna prova in itinere le lezioni sono sospese e sostituite dallo svolgimento della prova. Ciascuna prova in itinere consiste di tre domande, a risposta aperta e di carattere teorico o applicativo (soluzione di un esercizio), e produce un punteggio compreso tra 0 e 16. La prima prova in itinere riguarda l’elettrostatica, le correnti stazionarie e la magnetostatica. La seconda prova in itinere ha per oggetto tutti i restanti argomento affrontati durante le lezioni e le esercitazioni del corso. Le regole di svolgimento delle prove scritte in itinere sono le stesse della prova scritta di cui sopra. La partecipazione alle prove in itinere è fortemente incoraggiata.Gli esami si possono sostenere in lingua italiana o inglese, a discrezione dello studente. Graduazione della valutazione 18-19: preparazione su un numero ridotto di argomenti presenti nel programma del corso, con capacità di trattazione e applicazione alla soluzione di problemi limitate che, nel caso della prova orale, emergono solo a seguito dell’aiuto e delle domande del docente; competenza espositiva e lessico non sempre corretti, con una capacità di elaborazione critica limitata;20-23: preparazione su una parte degli argomenti presenti nel programma del corso, capacità di applicazione alla soluzione dei problemi solo nei casi più semplici, uso di un lessico corretto anche se non del tutto accurato e chiaro e di una capacità espositiva a tratti incerta;24-27: preparazione su un numero ampio di argomenti trattati nel programma del corso, capacità di applicazione alla soluzione di problemi di difficoltà intermedia, uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio disciplinare;28 – 30/30L: preparazione completa ed esaustiva sugli argomenti in programma d’esame, capacità di analisi critica dei temi e di applicazione per la soluzione di problemi anche abbastanza complessi, piena padronanza del lessico disciplinare e di una capacità espositiva rigorosa e articolata.

Libri di testo: - Serway, Jewett, "Fisica per Scienze ed Ingegneria", vol. 2, ed. EdiSES Altro materiale per la preparazione dell'esame e lo studio individuale: - Temi d'esame con soluzione pubblicati sulla pagina e-learning del corso - Soluzioni agli esercizi del testo Serway, Jewett, "Fisica per Scienze ed Ingegneria", vol. 2, ed. EdiSES forniti dall'editore

Obiettivo principale dell’insegnamento è fornire allo studente i fondamenti teorici e gli strumenti operativi fondamentali di un varietà di tecniche utili nella chimica analitica moderna e necessarie per la determinazione qualitativa e quantitativa della natura chimica di un campione di materia. La conoscenza dei principi e della strumentazione delle principali tecniche analitiche verrà sviluppata insieme alla capacità di scegliere e di gestire la strumentazione più adatta alle finalità dell’analisi. Lo studente saprà quindi valutare le caratteristiche strumentali degli approcci analitici fondamentali, i campi di applicazione, i vantaggi e gli svantaggi delle singole tecniche analitiche e sarà quindi in grado di suggerire la scelta della tecnica analitica ritenuta più idonea per uno specifico problema. In particolare, lo studente dovrà dimostrare di aver raggiunto i seguenti obiettivi formativi: Conoscenza e capacità di comprensione: al termine del corso lo studente conosce basi teorico e pratiche delle più moderne tecniche analitiche strumentali (tecniche spettroscopiche UV-vis, IR, NMR, AAS, ICP OES, spettrometria di massa, metodi cromatografici) e i metodi di pre-trattamento del campione. Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Al termine del corso lo studente è in grado di: sapere affrontare e risolvere problemi analitici; sapere confrontare tecniche diverse per uno stesso scopo, valutando la tecnica più adatta da applicare al contesto; acquisire e saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli argomenti affrontati nel corso; utilizzare la strumentazione analitica, in modo particolare quella impiegata durante le esperienze di laboratorio (UV-Vis, Spettrofluorimetro, GFAAS, ICP OES, HPLC-DAD, GC-MS) Autonomia di giudizio. Al termine del corso lo studente è in grado di: scegliere la tecnica analitica più opportuna per risolvere un dato problema analitico; redigere e giustificare una relazione critica sui metodi analitici utilizzati e le informazioni ottenute dall’analisi del dato Capacità di apprendimento. Al termine del corso lo studente è in grado di: comprendere i principi della chimica analitica strumentale studiati e la loro collocazione metodologica al fine di un impiego corretto e mirato al problema da risolvere; prevedere quale tipo di informazione sarà possibile enucleare dai dati in esame; valutare la possibilità di metodi analitici alternativi per la soluzione del problema. Abilità comunicative. Al termine del corso lo studente è in grado di: saper descrivere in forma scritta in modo chiaro e sintetico ed esporre oralmente con proprietà di linguaggio chimico appropriato gli obiettivi, il procedimento ed i risultati delle elaborazioni effettuate; effettuare in modo collaborativo il lavoro sperimentale di laboratorio e lo sviluppo delle analisi del risultato analitico.

Introduzione alla spettroscopia, equazioni e proprietà della radiazione elettromagnetica. Caratteristiche degli spettri di assorbimento UV-visibile ed IR. Transizioni vibrazionali e modello dell’oscillatore armonico. Definizione del numero teorico di deformazioni vibrazionali. Componenti strumentali per la spettrofotometria: sorgenti, monocromatori, filtri, celle porta campione, acquisizioni in riflettanza interna ed esterna, fibra ottica, interferometro di Michelson e trasformata di Fourier, rivelatori (tubi fotomoltiplicatori, diode array, dispositivi ad accoppiamento di carica). Spettrofotometri a singolo raggio, doppio raggio, e multicanale. Errori nella lettura dell’assorbanza: precisione relativa sull’assorbanza e range dinamico. Specifiche per l’acquisizione del segnale in spettrofotometri FT-IR e definizione del Signal-to-Noise ratio. Spettroscopia di assorbimento IR: applicazioni qualitative e quantitative. Fattori che determinano l’aumento o la riduzione del numero di bande nello spettro; degenerazione, accoppiamento e bande di overtone; vibrazioni di stretching e bending; fattori che determinano intensità e frequenza di un banda di assorbimento; regioni caratteristiche dello spettro IR; accenno all’ interpretazione degli spettri IR; operazioni di background e post processing sugli spettri IR; limitazioni delle applicazioni quantitative della spettroscopia IR; accenno alla spettroscopia NIR (vicino infrarosso), alla strumentazione NIR, all’acquisizione del segnale e alle applicazioni in campo industriale. Spettroscopia di fluorescenza: spettri di eccitazione ed emissione; relazione tra gli spettri di emissione e gli spettri di assorbimento; relazione tra spettri di emissione ed eccitazione; caratteristiche dei composti fluorescenti; relazione tra intensità di fluorescenza e concentrazione, limiti di applicabilità per mantenere la relazione lineare; struttura di uno spettrofluorimetro: sorgenti, monocromatori, celle porta campione, rivelatori. Applicazioni della spettroscopia di fluorescenza. Spettroscopia di assorbimento atomico, spettroscopia di emissione atomica: diagrammi dei livelli energetici, spettri atomici di emissione, spettri atomici di assorbimento, larghezza riga atomica, allargamento riga per effetto indeterminazione, allargamento per effetto Doppler, allargamento da pressione, effetto della temperatura. Metodi di introduzione del campione in soluzione: nebulizzatori pneumatici, nebulizzatori ad ultrasuoni, vaporizzatori termoelettrici, tecniche per la formazione di idruri. Atomizzazione del campione, a fiamma, termoelettrica, a vapori freddi. Sorgenti: lampada a catodo cavo, lampada a scarica senza elettrodi, modulazione della sorgente, strumento a singolo e doppio raggio. Interferenze spettrali, correzione per lampada D, per effetto Zeeman, per autoinversione della sorgente. Interferenze chimiche (composti a bassa volatilità, equilibri dissociazione, equilibri di ionizzazione), modificatori di matrice. Sorgente al plasma accoppiato induttivamente. Schema ICP OES radiale, assiale. Tipi di rivelatori. Elementi da analizzare, selezione righe. Interferenze. ICP MS. Preparazione del campione. Introduzione alle separazioni analitiche e alle separazioni cromatografiche. Classificazione dei metodi cromatografici. Cromatografia di eluizione su colonna. Definizione di cromatogramma. Caratteristiche della colonna cromatografica; costanti di distribuzione, tempi di ritenzione, fattore di ritenzione, fattore di selettività. Efficienza della colonna cromatografica e sua descrizione; definizione di altezza dei piati e numero dei piatti teorici. Fattori che determinano l’efficienza della colonna cromatografica. Equazione di Van Deemter. Risoluzione della colonna cromatografica ed effetto dei fattori sulla risoluzione. Cromatografia Gas-Liquido; introduzione alla cromatografia Gas-Liquido, il processo separativo in gas cromatografia; sistema di iniezione, colonne e loro caratteristiche, colonne capillari e impaccate, fasi stazionarie liquide, rivelatori a ionizzazione di fiamma (FID), rivelatori a conducibilità termica (TCD), rivelatori a cattura di elettroni (ECD). Applicazioni della cromatografia Gas-Liquido. Cromatografia Liquido - Liquido: caratteristiche del cromatografo; sistemi di pompaggio e di iniezione del campione. Tipologie di colonne. Caratteristiche della fase stazionaria. Il processo di eluizione (isocratica e a gradiente). Rivelatori. Cromatografia Ionica. Cenni di cromatografia di ripartizione, adsorbimento, esclusione e di affinità. Spettrometria di massa: principi della spettrometria di massa, ionizzazione elettronica, definizione di spettro di massa; tipologie di spettrometri di massa (quadrupolo, a tempo di volo, a trappola ionica, orbitrap); componenti di uno spettrometro di massa: sistemi di vuoto, sistema di iniezione, metodi di ionizzazione (EI, CI, FAB, MALDI, ESI, APCI), analizzatore di massa (quadrupolo, TOF, Trappola ionica, FT-MS, orbitrap), spettrometria di massa tandem e analizzatori ibridi, rivelatori. Interfacce cromatografia – spettrometria di massa. Risoluzione degli spettrometri di massa e tipologie degli analizzatori di massa. Accenni alla spettrometria di massa atomica e spettrometria di massa molecolare. Applicazioni qualitative della spettrometria di massa (riconoscimento molecolare) e quantitative (tecniche ifenate con cromatografi o ICP MS). Basi fisiche della risonanza magnetica. Concetto di spin nucleare, numero quantico di spin, campo magnetico principale, frequenza di Larmor, popolazione dei livelli di spin. Sistema di riferimento del laboratorio, sistema di riferimento rotante, impulso di radiofrequenza, impulso 90°, Free Induction Decay (FID). Schema di un spettrometro NMR. Preparazione del campione, tuning, shimming. Scelta del solvente deuterato. Acquisizione del FID e trasformata di Fourier. Spettroscopia 1H NMR. Definizione di chemical shift e fattori che lo determinano: contributo diamagnetico e contributo di anisotropia magnetica. Interazione spin-orbita. Concetto di sistema di spin. Multipletti del 1° ordine ed intensità relativa (triangolo di Pascal. Accoppiamento con eteronuclei. Atomi omotopici, enantiotopici, diastereotopici. Concetto di equivalenza magnetica. Esercizi per la determinazione dei sistemi di spin generati da composti organici. Le esperienze pratiche in laboratorio comprendono le sei seguenti attività: determinazione della caffeina nella coca-cola tramite cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC-DAD), determinazione spettrofotometrica UV-vis della costante di ionizzazione di un indicatore, determinazione spettrofluorimetrica della vitamina B2 nel latte, determinazione del contenuto di rame nel vino mediante assorbimento atomico, determinazione del contenuto di metalli nel caffè mediante ICP OES, separazione di una miscela di pesticidi mediante GC-MS.

Per l'ammissione all'esame di profitto e' necessario aver frequentato almeno 5 delle 6 esperienze di laboratorio. Inoltre, ogni gruppo di laboratorio dovrà consegnare le relazioni relative a tutte e 6 le esperienze di laboratorio entro e non oltre la scadenza fissata.L'esame consiste in una prova orale in cui sono discussi gli argomenti presentati nelle lezioni e le esperienze di laboratorio (incluse le relazioni). Oltre all’apprendimento delle nozioni fondamentali esposte nel corso, vengono valutate anche le capacità e attitudini dello studente ad adattare i fondamenti teorici della chimica analitica strumentale a particolari condizioni operative e pratiche; viene inoltre valutata la capacità espositiva e adeguatezza del linguaggio dello studente. Concorre alla definizione del voto anche la valutazione relativa al comportamento e alla gestione delle postazioni di lavoro nelle attività di laboratorio. Il voto finale sarà la media aritmetica della prova orale e delle relazioni di laboratorio che verranno valutate in termini di completezza, accuratezza e chiarezza espositiva. Inoltre vengono proposte facoltativamente agli studenti frequentati il laboratorio nell'anno accademico in corso, due prove intermedie (con test a risposta multipla in aula informatica) alla metà dello svolgimento del corso ed alla fine del corso. Per sostenere le prove è necessario iscriversi entro la scadenza prestabilita. Ogni prova comprende 30 domande; la prima prova comprende domande sugli argomenti esposti nella prima parte (teorica) del corso, la seconda prova analogamente domande su argomenti esposti nella seconda parte (teorica) del corso e sulla parte relativa al laboratorio. Gli studenti che ottengono esito positivo in entrambe le prove (almeno 20 domande risposte correttamente) possono sostenere una prova orale ridotta, in cui vengono discusse le relazioni di laboratorio e la loro connessione alle tematiche fondamentali del corso. Il voto di partenza nella prova orale ridotta consiste nella media aritmetica del numero di risposte corrette fornite nelle due prove intermedie (qualora lo studente non sia soddisfatto del voto di partenza dell'orale ridotto, potrà comunque sostenere orale completo, previa comunicazione al docente). Il voto finale sarà la media aritmetica del voto di partenza della prova orale con quello delle relazioni di laboratorio, a cui si somma ±3 per la prova orale (nel caso la prova orale sia valutata positivamente). E' possibile sostenere l'orale ridotto una sola volta in qualunque sessione di esame prevista per l'anno accademico in corso. Quindi, nel caso di un orale ridotto giudicato insufficiente, lo studente dovrà successivamente sostenere l'orale completo. Lo studente può anche rifiutarsi di dare l'orale ridotto per poter sostenere orale completo. Graduazione della votazione:18-19: preparazione su un numero ridotto di argomenti presenti nel programma del corso e del laboratorio, con capacità di trattazione e analisi limitate che, nel caso della prova orale, emergono solo a seguito dell’aiuto e delle domande del docente; competenza espositiva e lessico non sempre corretti, con una capacità di elaborazione critica limitata;20-23: preparazione su una parte degli argomenti presenti nel programma del corso e del laboratorio, capacità di analisi autonoma solo su questioni puramente pratiche ed esecutive, uso di un lessico corretto anche se non del tutto accurato e chiaro e di una capacità espositiva a tratti incerta;24-27: preparazione su un numero ampio di argomenti trattati nel programma del corso e del laboratorio, capacità di svolgere in modo autonomo l’argomentazione e l’analisi critica, capacità di applicazione delle conoscenze ai contesti e collegamento dei temi a casi concreti, uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio disciplinare;28 – 30/30L: preparazione completa ed esaustiva sugli argomenti nel programma del corso e del laboratorio, capacità personale di trattazione autonoma e di analisi critica dei temi, capacità di riflessione e autoriflessione e di collegamento dei temi a casi concreti e a diversi contesti, ottima capacità di pensiero critico e autonomo, piena padronanza del lessico disciplinare e di una capacità espositiva rigorosa e articolata, capacità di argomentazione, riflessione e di autoriflessione, capacità di collegamenti ad altre discipline. Non è previsto il salto d'appello. E’ possibile sostenere l’esame in lingua inglese.

Gli insegnanti forniscono le diapositive delle lezioni del corso e alcuni articoli scientifici per l'approfondimento di specifici argomenti attraverso la piattaforma di e-learning. Oltre a questo materiale, si raccomandano i seguenti libri di testo: -D.A. Skoog, F.J. Holler, S.R. Crouch, “Chimica Analitica Strumentale” (EdiSES); -D.C. Harris, “Chimica Analitica Quantitativa” (Zanichelli); Per ogni esperienza di laboratorio viene fornita attraverso la piattaforma di e-learning una scheda di laboratorio che descrive l'esperienza in modo sintetico. Inoltre, viene fornito ulteriore materiale informativo, che include un documento dettagliato con una descrizione delle basi teoriche e dei metodi operativi dell'esperienza, articoli scientifici per un approfondimento dell'esperienza stessa e le istruzioni operative dello strumento.

Dare gli strumenti per la comprensione dei processi chimici, la loro applicazione e capire la ragione delle scelte tecnologie adottate. Definire le scelte impiantistiche utilizzate nell'industria chimica e fornire gli elementi per il dimensionamento delle soluzioni individuate. Proporre un percorso, attraverso le materie trattate ed i processi chimici selezionati, che manifesti l'interdisciplinarità delle scelte che il laureato in Scienze e Tecnologie chimiche quotidianamente deve affrontare nell'esercizio delle proprie funzioni.Consolidare il rapporto tra Università ed industria strutturalmente complementari per lo sviluppo intellettuale ed industriale.Gli obiettivi si declinano inoltre come di seguito: Conoscenza e Capacità di comprensioneLo studente alla fine del corso acquisisce le conoscenze di base dei percorsi tecnologici per la definizione dei processi chimici indistriali e l'interpretazione dei diagrammi di flusso che evidenziano le operazioni unitarie fondamentaliConoscenza e Capacità di comprensione applicateL'impostazione è tale da garantire allo studente la conoscenza di base e la logica delle sequenze delle tecnologie costituenti un processo chimico fino ad analizzare schemi piu complicati che raggruppano anche attività di controllo e strategie di scelte tecnologiche/ processi nell'ottica della sostenibilità ambientael / tecnico economicaAutonomia di giudizioSulla base delle conoscenze e delle competenze acquisite con la comprensione dei temi fondamentali lo studente sarà in grado di valutare autonomente le scelte tecnologiche richieste dal processo chimico ed individuare lo schema semplificato piu adeguati ai criteri di sostenibiltàAbilità ComunicativaIl coinvolgimneto in aula con analisi di casi specifici, l'individuazione delle criticità e l'interdisciplinarità dei temi consentiranno allo studente di esprimersi adegautamente con i termini tecnici in maniera semplice e diretta facilitando la comunicazione con altri intrerlocutoriCapacità di apprendimentoLo studente alla fine del corso avrà capacità di interpretare, analizzare e comprendere le motivazioni delle scelte tecnologiche dei processi industriali, le scelte strategiche del settore industriale e driver tecnico/economico

Classifica e caratterizzazione del petrolio, valorizzazione dei grezzi, definizione di margine di raffineria, netback dei grezzi, variabili che influiscono il prezzo del petrolio. Configurazione delle raffinerie , raffinerie ad alta conversione, formulazione dei combustibili e loro specifiche commerciali. Prodotti petroliferi. Distillazione primaria del grezzo, distillazione sottovuoto , desolforazione, hydrocracking, cracking termico ( visbreacking, coker), cracking catalitico ( FCC), alchilazione, eterificazione, reforming, gasificazione dei residui, produzione di biocarburanti di prima , seconda e nuova generazione. Schemi e bilanci di materia e di energia, spurgo e riciclo nella chimica industriale Petrolchimica, diagramma di Francis, steamreforming, produzione aromatici, separazione fisica o,m,p xilene, etilene,propilene, polietilene, polipropilene, polietilentereftalato, policarbonato. Catalisi Ziegler Natta, catalizzatori metallocenici Equilibrio liquido vapore, distillazione di rettifica rette di lavoro e determinazione numero piatti teorici di una colonna , operazione di Flash, scambio termico, scambiatori equi/controcorrente, condensatori, dinamica dei fluidi, equazione Bernoulli, numero di Reynolds, moto dei fluidi attraverso masse solide (letti catalitici fluidi e fissi), perdite di carico, pompe( NPSH, prevalenza , potenza assorbita) compressori.

Esame scritto. La prova scritta di 90-120 minuti con 3-4 esercizi ed almeno una domanda da elaborare. Competenze richieste: capacità di rielaborare i concetti acquisiti in aula in ambito di problem solving; risoluzione di brevi quesiti quali-quantitativi in ambito industriale. Esposizione chiara delle nozioni apprese durante il corso. Strutturalmente la prova è costituita normalmete da una / due domande aperte di chimica industriale in cui viene suggerito il percorso per una brevissimo saggio, es : decrizione del processo chimico e finalità, aspetti termodinamici, cinetica e meccanismi di reazioni coinvolti, catalizzatori.A queste si aggiungono due o quattro esercizi sulle tecnologie oggetto della parte frontale del corso e che sono stati oggetto di approfondimento durante le ore di esercitazione. Il testo contiene tutte le informazioni necessarie per l'esecuzione dell'esercizio ed è mirato alla verifica della conoscenza e della comprensione dei temi.Ogni domanda ed esercizio ripostano chiaramente il valore dello score che contribuisce alla valutazione 30/30 in modo che lo studente abbia direttamente il ritorno e la comprensione della sua prestazione.Generalmente la suddivisone degli score da un contributo oggettivo all'identificazione della preparazione , la valutazione segue uno schema che prevede:Due esercizi su cinque : insufficienteTre esercizi su cinque: 18-22Quattro esercizi su cinque: 22-27Cinque esercizi su cinque : 27-30eventuali integrazione coerenti con le richieste del testo d'esame e particolari esposizioni per chiarezza e precisione consentono la lode. Particolare attenzione verrà dato ad ordine espositivo, all'uso corretto delle unità di misura e alla dimostrazione di un approccio logico, allo svolgimento del testo, basato sul concetto di bilancio ( energetico e di massa)Sintesi, chiarezza e coerenza sono ulteriori elementi presi in considerazione per la valutazione dello scritto.Tutte le valutazioni sia positive che negative sono accompagnate da commenti forniti dai docenti al fine dell'accettabilità del voto da parte dello studente

Jacobs A. Moulijn,Michiel Makkee,Annelies Van Diepen Chemical Process Technology Ed Wiley Carlo Giavarini Guida allo studio dei processi di raffinazione e petrolchimica Ed Efesto Forni Rossetti fenomeni di trasporto Ed Cortina Milano Gian Berto Guarise Lezioni di impianti chimici Ed Cleup Natoli Calatozzolo Tecnologie chimiche industriali Ed Edisco F.Di Benedetto Oil and Bio trading Ed FrancoAngeli

Il corso si propone di fornire una preparazione basilare sulla scienza dei polimeri per il Corso di Laurea Triennale in Scienze e Tecnologie Chimiche che permetta allo studente di orientarsi in rapporto alle altre discipline e prepararsi ad affrontare il mondo del lavoro, in cui i polimeri svolgono un ruolo importante. Molte attività di tirocinio, sia industriale che interno ai Dipartimenti, sono svolte in forte connessione con questo ambito, e possono giovarsi di conoscenze più sistematiche sui polimeri. Conoscenze e capacità di comprensioneAl termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze su: stereochimica e struttura chimica dei polimeri principali metodi di sintesi relazioni proprietà-struttura in polimeri amorfi e semicristallini. Conoscenza e capacità di comprensione applicateAl temine del corso lo studente sarà in grado di descrivere le principali proprietà dei polimeri per usi scientifici e applicativi nei vari settori industriali. Autonomia di giudizioLo studente sarà in grado di orientarsi nel campo dei materiali polimerici sia in termini di struttura chimica che di proprietà. Abilità comunicativeLo studente saprà esprimere i temi approfonditi durante il corso con proprietà di linguaggio idonee alla scienza dei polimeri. Capacità di apprendereLo studente potrà applicare le conoscenze acquisite durante il corso ai contesti del mondo industriale produttivo e saprà comprendere i temi trattati nella letteratura scientifica e brevettuale nell'ambito dei polimeri.

Proprietà di macromolecole in soluzione e in massa a confronto con le proprietà di molecole analoghe di bassa massa molecolare. Come si sintetizzano le catene polimeriche: principi generali. Varie classi di polimeri e loro struttura chimica, includendo polimeri reticolati, copolimeri, miscele e compositi polimerici. Principali proprietà e transizioni di polimeri amorfi e semicristallini. Modalità di trattamento dei polimeri: solubilità, igroscopicità, trattamenti termici. Relazioni basilari fra struttura e proprietà dei polimeri per usi scientifici e applicativi nel campo farmaceutico, cosmetico, biomedicale, degli adesivi, tensioattivi, resine, fibre, trasporti. Polimeri per applicazioni avanzate. Degradabilità e riciclo, includendo polimeri da fonti rinnovabili, biodegradabili e biocompatibili.

ESAME ORALE SUGLI ARGOMENTI SVOLTI A LEZIONE Colloquio orale durante il quale verranno valutate le conoscenze acquisite nell'ambito della scienza dei polimeri, con particolare attenzione alla struttura e alle proprietà dei materiali polimerici. L'autonomia di analisi, di giudizio e le capacità espositive dello studente verranno valutate durante l'esame con i seguenti criteri:18-20/30: preparazione su un numero ridotto di argomenti trattati durante il corso, con capacità di trattazione e analisi limitate; competenza espositiva e lessico non sempre corretti, con una capacità di elaborazione critica limitata.21-23/30: preparazione parziale sugli argomenti trattati durante il corso, capacità di analisi autonoma limitata; uso di un lessico corretto anche se non del tutto accurato e chiaro; capacità espositiva a tratti incerta.24-27/30: preparazione su un numero ampio di argomenti trattati durante il corso, capacità di svolgere in modo autonomo l’argomentazione e l’analisi critica; capacità di applicazione delle conoscenze generali al contesto specifico della scienza dei polimeri e collegamento dei temi studiati a casi concreti; uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio scientifico.28-30/30L: preparazione completa ed esaustiva su tutti gli argomenti trattati durante il corso; autonomia di analisi e di giudizio critico dei temi affrontati a lezione; capacità di collegamento dei temi studiati a casi concreti e a diversi contesti scientifici; piena padronanza del lessico scientifico e capacità espositiva rigorosa chiara ed articolata; ottime capacità di argomentazione e riflessione.

Lucidi del docente (presentazioni power point a supporto dell'attività didattica). Polymers, Walton, D. J., Lorimer, J. P. (2001). Oxford Chemistry Primers, Oxford University Press. Fondamenti di Scienza dei Polimeri, AIM, Pacini Editore, Pisa. Polymer Chemistry Koltzenburg, S.; Maskos, M.; Nuyken, O. ; Hughes, K., Translator; Springer: Berlin, Germany, 2017.

Trattando i principali sistemi di gestione certificati in materia di qualità, sicurezza del lavoro, ambiente, responsabilità sociale e sicurezza alimentare, il corso si pone l’obiettivo di fornire le relative conoscenze di base per il lavoro in azienda, arricchite da esercitazioni pratiche tratte dal contesto operativo delle imprese chimiche in ambito nazionale e internazionale. Al superamento dell'esame, gli studenti saranno in grado di operare a livello base nell'ambito dei sistemi di gestione adottati da organizzazioni aziendali operanti nel settore chimico e non solo. Ciò in base al conseguimento dei seguenti obiettivi specifici: Conoscenze e capacità di comprensione : conoscere i requisiti generali delle norme ISO oggetto del corso e comprenderne i testi delle norme e gli allegati di riferimentoi Conoscenza e capacità di comprensione applicate : sapere interpretare i requisiti delle norme ISO oggetto di trattazione nel corso in riferimento allo specifico contesto aziendale e saper comprendere le modalità di applicazione appropriate. Per il conseguimento di questo obiettivo, il corso è arricchito dalla trattazione di numerosi casi pratici in modalità interattiva in aula Autonomia di giudizio : in base ai due obiettivi precedenti, saper proporre soluzioni applicative dei requiti del sistema di gestione in funzione degli obiettivi dei processi aziendali; saper valutare la consistenza delle soluzioni adottate nei casi esemplificativi Abilità comunicative : saper spiegare in modo semplice l'oggetto e i requisiti delle norme ISO Capacità di apprendimento : apprendere a mettere in pratica i metodi di Root Cause Analysis illustrati in aula (parte oggetto di prova d'esame)

Introduzione ai sistemi di gestione industriale e alla certificazione. Adozione di sistemi di gestione certificati a livello nazionale e internazionale. Norme tecniche internazionali e regole tecniche locali, la serie ISO900x. Il ruolo di Accredia e degli organismi di certificazione. Sistemi di gestione integrati. Sistema di gestione della qualità; Il concetto di qualità, evoluzione nel tempo, controllo statistico della qualità.** Sistema di gestione ambientale**; sviluppo sostenibile. il programma Responsible Care. Sistemi di gestione della salute e della sicurezza sul lavoro.Sistemi di gestione della sicurezza alimentare, il metodo HACCP, punti critici di controllo. Elementi di industrial risk management. Le norme ISO 22000La certificazione della partià di genere.Audit di sistemi di gestione.

Esame orale, in italiano o in inglese, con quesiti in merito agli argomenti del corso e con riferimento al materiale rilasciato dal docente e ai casi applicativi trattati in aula . Criteri di valutazione e attribuzione dei voti 18-19: preparazione su un numero ridotto di argomenti presenti nel programma del corso, con capacità di trattazione e analisi limitate che nel corso dell'esame emergono solo a seguito dell’aiuto e delle domande del docente; competenza espositiva e lessico non sempre corretti, con una capacità di elaborazione critica limitata e scarso uso dei termini tecnici espressi nei requisiti delle norme;20-23: preparazione su una parte degli argomenti presenti nel programma del corso, capacità di analisi autonoma solo su questioni puramente pratiche ed esecutive, uso di un lessico corretto anche se non del tutto accurato e chiaro e di una capacità espositiva a tratti incerta;24-27: preparazione su un numero ampio di argomenti trattati nel programma del corso, capacità di svolgere in modo autonomo l’argomentazione e l’analisi critica, capacità di applicazione delle conoscenze ai contesti e collegamento dei temi a casi concreti, uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio disciplinare.;28 – 30/30L: preparazione completa ed esaustiva sugli argomenti in programma d’esame, capacità personale di trattazione autonoma e di analisi critica dei temi, capacità di riflessione e autoriflessione e di collegamento dei temi a casi concreti e a diversi contesti, ottima capacità di pensiero critico e autonomo, piena padronanza del lessico disciplinare e di una capacità espositiva rigorosa e articolata, capacità di argomentazione, riflessione e di autoriflessione, capacità di collegamenti ad altre discipline. Corretto svolgimento di applicazioni pratiche di analisi delle cause

Dispense del docente Norme tecniche e legislazione nazionale e internazionale di riferimento (www.uni.it ; www.iso.org) Linee guida Accredia (www.accredia.it) Linee guida Responsible Care L. Pavletic, Le nuove norme sui sistemi di gesgione per la qualità (UNI EN ISO 9001:2015) e Gestione Ambientale (UNI EN ISO 14001:2015); Franco Angeli M. Sartor, Qualità – La gestione, gli strumenti, i metodi e le migliori esperienze; Gruppo 24Ore D.C. Montgomery, Controllo statistico della qualità; McGraw-Hill A. Chiarini, La conduzione degli audit; Franco Angeli Linee guida per l’integrazione dei sistemi di gestione dell’ambiente e della sicurezza e salute sul lavoro nelle piccole e medie imprese; ISPESL

Il corso si propone di fornire agli studenti gli strumenti concettuali avanzati della chimica inorganica, approfondendo i temi della simmetria, degli orbitali molecolari e delle proprietà elettroniche e magnetiche. Tali principi saranno applicati alla comprensione e alla caratterizzazione spettroscopica di composti di coordinazione e solidi inorganici. Conoscenze e capacità di comprensioneIl corso mira a sviluppare un approccio critico nell'analisi e nella comprensione dei fenomeni della chimica inorganica avanzata. Al termine delle lezioni, lo studente avrà acquisito una solida padronanza dei modelli teorici e degli strumenti interpretativi della disciplina. Conoscenza e capacità di comprensione applicateAl termine del corso, lo studente sarà in grado di applicare gli strumenti della simmetria molecolare e dell'analisi delle proprietà elettroniche e magnetiche per interpretare e risolvere problemi complessi relativi ai sistemi inorganici, correlando i modelli teorici con i dati sperimentali. Autonomia di giudizioIl corso mira a sviluppare la capacità di raccogliere e interpretare criticamente dati teorici e sperimentali, finalizzandoli alla risoluzione di problemi complessi relativi alle proprietà molecolari e spettroscopiche dei sistemi inorganici. Lo studente saprà integrare le conoscenze acquisite per formulare giudizi autonomi e conclusioni scientificamente fondate, anche a fronte di quadri informativi incompleti. Abilità comunicativeIl corso promuove l'acquisizione di un linguaggio scientifico rigoroso e appropriato. Lo studente sarà stimolato, sia durante le attività didattiche sia in sede di esame orale, a esporre concetti chimici complessi con proprietà di linguaggio, chiarezza espositiva e l'utilizzo della corretta terminologia specialistica. Capacità di apprendimentoLo studente sviluppa quelle capacità di apprendimento che sono necessarie per intraprendere studi successivi e attività di ricerca per lo più in modo auto-diretto o autonomo.

Fondamenti: Teoria dei gruppi, Gruppi puntuali, Simmetria, Elementi/Operazioni, Rappresentazione matriciale, Tabelle dei caratteri, Rappresentazioni riducibili e irriducibili. Teoria degli orbitali molecolari, LCAO, Operatori di proiezione, Teoria delle perturbazioni. Teoria del campo cristallino e Teoria del campo dei leganti. Magnetismo e relative interazioni (campo magnetico, spin elettronico – spin nucleare, spin-orbita).Metodi fisici in Chimica inorganica: Spettroscopia elettronica (transizioni elettroniche, principio di Franck-Condon, forza del dipolo di transizione, regole di selezione di spin e di simmetria, simboli di termine, effetto Jahn-Teller, transizioni d-d, accoppiamento vibronico, diagrammi di Orgel e di Tanabe Sugano, serie spettrochimica), Spettroscopia vibrazionale (momento di dipolo di transizione, regole di selezione di simmetria, modi normali di vibrazione), Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (nuclei attivi, chemical shift, processi e meccanismi di rilassamento, tempi di rilassamento), Spettroscopia di risonanza magnetica elettronica (effetto Zeeman, interazione iperfine, accoppiamento spin-orbita, tensore g, tensore iperfine, anisotropia).Stato solido di composti inorganici: Sintesi e proprietà di alcune classi di solidi inorganici, difetti, strutture micro e macroporose (zeoliti, MOF), materiali a bassa dimensionalità (grafene, materiali 2D), nanostrutture e nanoparticelle (oro, ossidi o a base di carbonio).Laboratorio: tre esperienze di analisi e riconoscimento delle simmetrie in sistemi inorganici con software dedicati.

L'esame consiste in una test preliminare di riconoscimento della simmetria di un composto e in una prova orale sugli argomenti svolti in aula durante le lezioni frontali. La valutazione positivi (18-30L) viene stabilita secondo i seguenti criteri:18-19: preparazione su un numero ridotto di argomenti presenti nel programma del corso, con capacità di trattazione e analisi limitate che, nel caso della prova orale, emergono solo a seguito dell’aiuto e delle domande del docente; competenza espositiva e lessico non sempre corretti, con una capacità di elaborazione critica limitata;20-23: preparazione su una parte degli argomenti presenti nel programma del corso, capacità di analisi autonoma solo su questioni puramente pratiche ed esecutive, uso di un lessico corretto anche se non del tutto accurato e chiaro e di una capacità espositiva a tratti incerta;24-27: preparazione su un numero ampio di argomenti trattati nel programma del corso, capacità di svolgere in modo autonomo l’argomentazione e l’analisi critica, capacità di applicazione delle conoscenze ai contesti e collegamento dei temi a casi concreti, uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio disciplinare;28 – 30/30L: preparazione completa ed esaustiva sugli argomenti in programma d’esame, capacità personale di trattazione autonoma e di analisi critica dei temi, capacità di riflessione e autoriflessione e di collegamento dei temi a casi concreti e a diversi contesti, ottima capacità di pensiero critico e autonomo, piena padronanza del lessico disciplinare e di una capacità espositiva rigorosa e articolata, capacità di argomentazione, riflessione e di autoriflessione, capacità di collegamenti ad altre discipline.

Materiale didattico in forma di slide e appunti fornito dal docente. Testi: Physical methods in chemistry by R. S. Drago (Saunders). Symmetry and spectroscopy by D. C. Harris and M. D. Bertolucci (Dover). Solid state chemistry by L. E. Smart and E. A. Moore (CRC Press). Inorganic Chemistry by J. E. Huheey, E. A. Keiter, R. L. Keiter (Harper Collins).

Obiettivi dell’insegnamento dotare i giovani laureati di un bagaglio di competenze basiche di Marketing Strategico e Operativo con particolare riguardo alle problematiche di marketing specificatamente relative all’ industria chimica. Conoscenza e capacità di comprensione teoriche e applicate Al termine del corso lo studente sarà in grado di possedere i concetti di base del marketing strategico e di quello operativo e di comprenderne l' applicazione nell' ambito dell' industria chimica con un focus particolare per lo sviluppo di nuovi prodotti. Una sezione è dedicata alle tematiche di marketing specificatamente applicate all’ industria chimica. Autonomia di Giudizio e Abilita' Comunicative Essere in grado di colloquiare in maniera efficace con le diverse funzioni presenti in azienda. Capacità di apprendere Attraverso la comprensione dei principali modelli di analisi e del linguaggio specialistico, potranno apprendere e sviluppare competenze multidisciplinari e complementari alle nozioni scientifiche.

Programma esteso : A ) - Il Marketing Strategico: L'analisi del Consumatore e il comportamento d'acquisto Analisi del Mercato e della Concorrenza Le strategie di Marketing (Segmentazione, Posizionamento) B ) - Il Marketing Operativo: Il Prodotto (Lancio di un Nuovo Prodotto, Ciclo di Vita) Il Prezzo (definizione, strategie) La Distribuzione La Marca e la Comunicazione (Advertising, Promozioni, PR) C ) - Il Marketing per l’ industria Chimica : Panoramica dell’Industria Chimica Diverse tipologie di prodotti chimici Elementi e strumenti di Marketing caratterizzanti il settore chimico D ) - Esercitazioni settimanali con discussione di casi pratici, tratti dalla realtà

Modalità di verifica del profitto e valutazione: Esame scritto nell’ appello di fine corso ; esame scritto con in integrazione orale per gli altri appelli Durata complessiva della prova: 90 minutiSezione A  21 domande con risposte brevi (30 – 40 minuti in tutto) valgono 1 punto ciascuna Sezione B  4 domande con risposte articolate da 10 – 15 minuti l’una valgono 3 punti ciascuna 24-27: preparazione su un numero ampio di argomenti trattati nel programma del corso, capacità di svolgere in modoautonomo l’argomentazione e l’analisi critica, capacità di applicazione delle conoscenze ai contesti e collegamento deitemi a casi concreti, uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio disciplinare;

Materiale didattico : le dispense relative alle tre tematiche delle lezioni ( Il Marketing Strategico - Il Marketing Operativo - Elementi di Marketing per l' Industria Chimica ) unitamente alle esercitazioni sono messe a disposizione da parte del docente.

D1 - CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE Al termine di questa attività formativa, lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di: 1 Descrivere i processi di trasporto ionico in soluzione e in semplici sistemi allo stato solido 2 Descrivere i principi base della conduttimetria in soluzione 3 Descrivere i principi base della elettrochimica in soluzione D2 - CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Al termine di questa attività formativa, lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di: 1 Determinare le proprietà di trasporto ionico in semplici sistemi 2 Utilizzare le leggi di Fick 3 Comprendere e utilizzare le equazioni di Nernst e di Butler-Volmer 4 Comprendere e utilizzare i concetti di migrazione e diffusione, D3 - AUTONOMIA DI GIUDIZIO Al termine di questa attività formativa, lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di: 1 Scegliere le tecniche più utili per l'analisi delle proprietà di trasporto in soluzione e in semplici sistemi allo stato solido 2 Applicare i concetti di conduttimetria ed elettrochimica allo studio di dispositivi di interesse tecnologico. D4- ABILITA' COMUNICATIVE Saper descrivere in forma scritta in modo chiaro e sintetico ed esporre oralmente con proprietà di linguaggio gli obiettivi, il procedimento ed i risultati delle elaborazioni effettuate. D5 - CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO Risultati attesi: 1 Raccogliere e comprendere le nuove informazioni utili per razionalizzare le proprietà di trasporto ed elettrochimiche 2 Raccogliere e comprendere le informazioni circa l'evoluzione tecnologica di dispositivi elettrochimici di interesse tecnologico, come batterie e celle a combustibile.

Introduzione, sviluppo storico e ruolo dell’elettrochimica nella scienza moderna. 2. La chimica fisica delle soluzioni elettrolitiche: a) solvatazione b) interazioni ione ione e teoria di Debye Huckel c) trasporto ionico in soluzione: diffusione e migrazione, conducibilità 3. potenziale d'elettrodo: potenziale Volta, di superficie e Galvani, potenziale elettrochimico, teoria del doppio strato elettrico; termodinamica elettrochimica e legge di Nernst, semielementi galvanici; 4. squilibrio di elettrodo sotto corrente: a) sovratensione di trasferimento di carica, corrente di scambio, coefficiente di trasferimento di carica, equazione di Butler Volmer, casi limite e legge di Tafel, b) sovratensione di diffusione e corrente limite, c) altri tipi di sovratensione.

non sono presenti prove in itinere; La verifica dell'apprendimento dei risultati previsti dai descrittori D1-D5 viene effettuata mediante un colloquio, durante il quale vengono poste allo studente almeno due domande su diverse parti del programma (conduttimetria, elettrochimica). Il colloquio, oltre ad accertare l'acquisizione di conoscenze e competenze disciplinari, tenderà a verificare le capacità di analisi critica, l’autonomia di giudizio e le capacità espositive dello studente; La votazione finale, che si riferisce al solo colloquio, viene graduata secondo il criterio seguente:18-20: preparazione su un numero ridotto di argomenti presenti nel programma del corso, con capacità di trattazione e analisi limitate che emergono solo a seguito dell’aiuto e delle domande del docente; competenza espositiva e lessico non sempre corretti, capacità di elaborazione critica limitata;21-23: preparazione su una parte degli argomenti presenti nel programma del corso, capacità di analisi autonoma solo su questioni puramente pratiche ed esecutive, uso di un lessico corretto anche se non del tutto accurato e chiaro e di una capacità espositiva a tratti incerta;24-27: preparazione su un numero ampio di argomenti trattati nel programma del corso, capacità di svolgere in modo autonomo l’argomentazione e l’analisi critica, capacità di applicazione delle conoscenze ai contesti e collegamento dei temi a casi concreti, uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio disciplinare;28 – 30: preparazione completa sugli argomenti in programma d’esame, capacità personale di trattazione autonoma e di analisi critica dei temi, capacità di riflessione e di collegamento dei temi a casi concreti e a diversi contesti, capacità di pensiero critico e autonomo, padronanza del lessico disciplinare e di una capacità espositiva rigorosa e articolata, capacità di argomentazione e riflessione, capacità di collegamenti ad altre discipline;30L: preparazione completa ed esaustiva sugli argomenti in programma d’esame, capacità personale di trattazione autonoma e di analisi critica dei temi, capacità di riflessione e autoriflessione e di collegamento dei temi a casi concreti e a diversi contesti, ottima capacità di pensiero critico e autonomo, piena padronanza del lessico disciplinare e di una capacità espositiva rigorosa e articolata, capacità di argomentazione, riflessione e di autoriflessione, capacità di collegamenti ad altre discipline.

Dispense del docente Bockris Reddy, Modern Electrochemistry 1 – Ionics (second edition) Bockris Reddy Gamboa-Aldeco, Modern Electrochemistry 2A – Fundamental of Electrodics (second edition) Bard Faulkner: Electrochemical Methods, Fundamental and Applications (2° Edition)

Fornire agli studenti una introduzione ai principi chimico fisici della spettroscopia molecolare e descrivere i principi di funzionamento e le parti tecniche dei quali sono composti i principali spettrofotometri.D1 Conoscenze e capacità di comprensioneAl termine del corso lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di conoscere: le relazioni che intercorrono tra la spettroscopia e la meccanica quantistica i principali modelli quantomeccanici per interpretare gli spettri vibrazionali e rotazionali-un metodo classico di descrizione del principio di funzionamento della spettroscopia Raman che permette una corretta interpretazione degli spettri Raman i principi di funzionamento dei vari componenti di uno spettrofotometro (sorgenti, separatori di lunghezze d’onda e rivelatori)D2 Conoscenza e capacità di comprensione applicate Al termine del corso lo studente è in grado di:** analizzare criticamente spettri vibrazionali, rotazionali e Raman-ricavare da essi informazioni su proprietà chimico fisice delle molecole e non solo informazioni analitiche interfacciarsi con i principali strumenti di spettroscopia ed utilizzarli in maniera consapevole e correttaD3 Autonomia di giudizioAl termine del corso lo studente è in grado di: scegliere il metodo spettroscopico più appropriato per lo studio del sistema di interesse;-analizzare correttamente e criticamente uno spettro anche in relazione alla modalità di raccolta e alle caratteristiche tecniche dello strumento usatoD4 Abilità comunicativeSaper descrivere in forma scritta ( una relazione tecnica )in modo chiaro e sintetico ed esporre oralmente con proprietà di linguaggio gli obiettivi, il procedimento ed i risultati delle analisi ed sperimentazioni effettuate.D5 Capacità di apprendereRisultati attesi: essere in grado di applicare le conoscenze acquisite sulle utilità e potenzialità della spettroscopica a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, e di distinguere tra un uso analitico ed un uso chimico fisico della spettroscopia.

Spettri molecolari rotazionali. Spettri molecolari vibrazionali. Spettri rotovibrazionali, stati roto-vibrazionali nell’approssimazione di Born-Oppenheimer e determinazione quantitativa di parametri strutturali. Spettroscopia Raman. Spettroscopia elettronica, Probabilità di transizione e regole di selezione. Esecuzione di almeno tre esperienze di spettroscopia e di elaborazione dati sui seguenti argomenti: determinazione di distanze di legame mediante analisi degli spettri rotovibrazionali, misure di assorbimento nell’UV-visibile per la determinazione di transizioni elettroniche, utilizzo della spettroscopia Raman per determinare proprietà vibrazionali di molecole. Aspetti tecnici degli strumenti che verranno utilizzati nella parte di laboratorio. Elementi di Scientific Writing e Data Analysis (utilizzo di software per l'analisi dei dati, per la creazione della bibliografia e impaginazione di testi scientifici tramite latex).

La verifica dell’apprendimento dei risultati previsti dai descrittori D1-D5 viene effettuata mediante un colloquio e mediante la correzione di una relazione scritta sulle esperienze condotte in laboratorio. Per la corretta stesura della relazione sono indicate nella pagina elearning delle linee guida da seguire e un format. La relazione può essere una per gruppo di lavoro o singola e va consegnata una settimana prima della data di appello ai docenti di laboratorio secondo le modalità riportate sulla pagina elearning.Il colloquio, oltre ad accertare l'acquisizione di conoscenze e competenze disciplinari, tenderà a verificare le capacità di analisi critica, l’autonomia di giudizio e le capacità espositive dello studente o studentessa. La votazione finale del solo colloquio, viene graduata secondo il criterio seguente:18-20: preparazione su un numero ridotto di argomenti presenti nel programma del corso, con capacità di trattazione e analisi limitate che emergono solo a seguito dell’aiuto e delle domande del docente; competenza espositiva e lessico non sempre corretti, capacità di elaborazione critica limitata;21-23: preparazione su una parte degli argomenti presenti nel programma del corso, capacità di analisi autonoma solo su questioni puramente pratiche ed esecutive, uso di un lessico corretto anche se non del tutto accurato e chiaro e di una capacità espositiva a tratti incerta;24-27: preparazione su un numero ampio di argomenti trattati nel programma del corso, capacità di svolgere in modo autonomo l’argomentazione e l’analisi critica, capacità di applicazione delle conoscenze ai contesti e collegamento dei temi a casi concreti, uso di un lessico corretto e competenza nell’uso del linguaggio disciplinare;28 – 30: preparazione completa sugli argomenti in programma d’esame, capacità personale di trattazione autonoma e di analisi critica dei temi, capacità di riflessione e di collegamento dei temi a casi concreti e a diversi contesti, capacità di pensiero critico e autonomo, padronanza del lessico disciplinare e di una capacità espositiva rigorosa e articolata, capacità di argomentazione e riflessione, capacità di collegamenti ad altre discipline;30L: preparazione completa ed esaustiva sugli argomenti in programma d’esame, capacità personale di trattazione autonoma e di analisi critica dei temi, capacità di riflessione e autoriflessione e di collegamento dei temi a casi concreti e a diversi contesti, ottima capacità di pensiero critico e autonomo, piena padronanza del lessico disciplinare e di una capacità espositiva rigorosa e articolata, capacità di argomentazione, riflessione e di autoriflessione, capacità di collegamenti ad altre discipline.La relazione scritta valutata anch’essa in trentesimi e graduata secondo il criterio seguente :8-20: relazione che affronta solo una parte limitata delle esperienze di laboratorio, con una descrizione sommaria e poco dettagliata; presenza di imprecisioni metodologiche e interpretative; esposizione poco chiara, con un linguaggio tecnico non sempre corretto; capacità di analisi e riflessione critica minime o assenti. Grafici e figure o poco pertinenti o scarsamente comprensibili. Assenza o uso inadeguato delle fonti bibliografiche.21-23: relazione che tratta una parte delle esperienze di laboratorio con una descrizione generalmente corretta ma superficiale; applicazione limitata del metodo scientifico e difficoltà nell'interpretazione dei dati; esposizione comprensibile ma con alcune imprecisioni terminologiche; capacità di analisi autonoma ristretta ad aspetti pratici ed esecutivi. Grafici e figure presenti ma non sempre ben realizzati o poco commentati. Bibliografia limitata, o non sempre pertinente o non correttamente riportata24-27: relazione che affronta in modo completo le esperienze di laboratorio, con un’esposizione strutturata e corretta; adeguata applicazione del metodo scientifico e interpretazione consapevole dei dati; capacità di collegamento con i concetti teorici trattati nel corso; uso appropriato del linguaggio tecnico e una buona chiarezza espositiva. Grafici e figure ben realizzati e utilizzati in modo efficace per supportare l’analisi. Bibliografia presente a volte bon riportata in modo corretto28-30: relazione approfondita e ben strutturata, con una trattazione rigorosa delle esperienze di laboratorio e un’interpretazione critica dei dati; capacità di collegare i risultati sperimentali ai concetti teorici e ad altri ambiti disciplinari; uso preciso e articolato del linguaggio scientifico; esposizione chiara, logica e coerente. Grafici e figure accurati, ben etichettati e interpretati in maniera corretta. Bibliografia presente, utilizzata e riportata in modo pertinente.30L: relazione eccellente, completa ed esaustiva, con una trattazione autonoma e critica delle esperienze di laboratorio; analisi approfondita e riflessione originale sui dati sperimentali, uso ottimo del linguaggio scientifico e un’esposizione chiara, rigorosa e articolata. Grafici e figure di alta qualità, integrati in modo efficace nell’analisi e accompagnati da una discussione approfondita. Bibliografia presente, utilizzata e riportata in modo pertinente. La votazione complessiva sarà la media pesata sui CFU della parte frontale e della parte di laboratorio della votazione riferita al colloquio orale e la votazione della relazione scritta E’ presente una prova in itinere facoltativa al termine della lezioni frontali durante la pausa didattica di Novembre. La prova in itinere verte sul programma trattato durante le lezioni frontali ad eccezione degli argomenti che si riferiscono ai principi di funzionamento degli spettrofotometri presenti in laboratorio e dei relativi componenti e alle descrizione e modalità di svolgimento delle esperienze.. Tale prova in itinere è scritta e consta di 4 domande aperte . Per ognuna di queste domande è specificato il massimo peso in trentesimi . La valutazione della risposta ad ogni singola domanda tiene conto della completezza ed esattezza delle risposte, nonché' della chiarezza nella descrizione scritta. Se gli studenti superano la prova in itinere se vogliono possono sostenere il colloquio solo sulla parte di programma non oggetto della prova parziale (e cioè solo sui principi di funzionamento e i componenti degli spettrofotometri strumenti presenti in laboratorio e sulle modalità di svolgimento delle esperienze). E' comunque lasciata facoltà dello studente decidere al momento dell'orale se mantenere la valutazione ottenuta nella prova in itinere o sostenere il colloquio su tutti gli argomenti dell’insegnamento. A richiesta di studenti Erasmus possono sostenere la prova in itinere, il colloquio e la scrittura della relazione in lingua inglese

C. N. Banwell “Fundamentals of Molecular spectroscopy" 3ʳᵈ Edition McGraw Hill Book Company disponibile sulla pagina elearning Dispensa “Guida alle esperienze di spettroscopia” S. Binetti - disponibile sulla pagina elearning