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CHIMICA GENERALE ED INORGANICA (corso A)

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General and Inorganic Chemistry

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Anno accademico 2015/2016

Codice dell'attività didattica
MFN0365
Docente
Dott. Elena Maria Ghibaudi
Corso di studi
Scienze Biologiche D.M. 270
Anno
1° anno
Periodo didattico
I semestre
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
CHIM/03 - chimica generale e inorganica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
Conoscere le diverse unità di misura ed essere in grado di eseguire equivalenze. Saper risolvere equazioni di primo e secondo grado.
To know measure units and to be able to do equivalences. To be able to solve 1st- and 2nd-order equations.
Propedeutico a
Tutti gli esami del 2° anno.
All 2nd-year teachings.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire agli studenti:

  • una introduzione al linguaggio e alla metodologia scientifica con particolare riguardo ai fenomeni chimici, al loro ruolo nei sistemi biologici e agli aspetti applicativi;
  • una conoscenza approfondita del comportamento delle soluzioni acquose e degli equilibri chimici in soluzione allo scopo di acquisire le basi necessarie per comprendere i fenomeni biochimici.

 

The teaching aims to provide students with:

  • an introduction to chemical language and to the scientific methodology, with a specific focus on chemical phenomena and their involvement in the biological world as well as on more applicative aspects.
  • a deep knowledge of the behaviour of aqueous solutions and chemical equilibria, in order to acquire the chemical bases needed to understand biochemical phenomena.

 

 

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Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE Acquisizione di competenze teoriche e operative con riferimento a aspetti chimici/biochimici AUTONOMIA DI GIUDIZIO Acquisizione di consapevole autonomia di giudizio con riferimento a valutazione e interpretazione di dati sperimentali di laboratorio ABILITÀ COMUNICATIVE Acquisizione di adeguate competenze e strumenti per la comunicazione con riferimento a: elaborazione e presentazione dati

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING Acquisition of theoretical and applicative skills concerning chemical and biochemical perspectives MAKING JUDGEMENTS Acquisition of aware judgment autonomy concerning evaluation and interpretation of laboratory experimental data. COMMUNICATION SKILLS Acquisition of suitable expertise and skills for the communications concerning data presentation and elaboration.

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento consiste di 58 ore di attività in aula, distribuite al 50% tra lezioni ed esercitazioni di stechiometria.

La frequenza è facoltativa.

58-hours course, splitted in about 50% theoretical lessons and 50% stoichiometry training.

The  attendance is optional.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto (obbligatorio) e orale (facoltativo).

Prova scritta: Consiste di 5 domande sulla teoria della Chimica Generale  (12) e 5 problemi di stechiometria (18 punti) sugli argomenti svolti in aula. Nelle domande, oltre all’enunciazione e descrizione dei principi teorici, si richiede anche un esempio di applicazione della teoria descritta. Con le domande s’intende valutare sia la comprensione dei principi fondamentali della chimica sia la capacità dello studente di applicare a casi reali quanto descritto in teoria. I problemi di stechiometria sono invece volti a verificare la familiarità dello studente con le grandezze chimiche e l'abilità acquisita nell'utilizzarle. Il voto, espresso in trentesimi, è valido fino all'inizio dell'anno accademico successivo.  Il risultato positivo(>18/30) di questa prova consente l’accesso alla prova orale.

Prova orale: Lo studente si sottopone alla prova orale per migliorare il voto della prova scritta. La prova contribuisce a verificare la validità della valutazione dell'esame scritto e consta di almeno una domanda teorica e un problema della stessa tipologia di quelli proposti dell’esame scritto, ma su argomenti diversi.

Note:
• In ciascuno dei periodi di esame previsti dal calendario delle attività didattiche viene fissata almeno una coppia di date per la prova scritta e la prova orale.
Gli studenti sono tenuti ad iscriversi alla prova scritta seguendo la procedura di Ateneo. In caso di problemi e difficoltà gli studenti sono invitati a contattare i docenti.
• In caso di esito positivo della prova scritta lo studente può sostenere la prova orale nello stesso appello, oppure può decidere di posticipare la prova orale ad uno degli appelli successivi purchè entro l’inizio dei corsi dell’anno accademico successivo.
Non è necessario iscriversi per la prova orale, ma è sufficiente presentarsi in aula nel giorno ed ora fissati.

Written test (compulsory) and oral interview (optional).

The written test consists in 5 questions  (12 points) and 5 stoichiometric problems (18 points) on the main theoretical and practical issues related with general chemistry tackled by this teaching. The  questions may deal with the enunciation and explanation of theoretical principles, as well as with examples of applications of such principles. The positive outcome (>18/30) of the written test allows students to access the oral interview;  the test is valid until the end of the academic year.

Oral examination: Aim of the oral examination is to provide the student with the opportunity to improve the score of the written test.  It implies at least one theoretical question and one problem; it is aimed at checking the skills acquired by the student and the trustworthiness of the score of the written test.  

Remarks:

· In each examination period, at least one written and one oral session are proposed. In order to attend the written test, students need to register on the MYUNITO platform.  In case of problems, students may contact their teacher.

· The oral exam may be taken in any examination period within the current academic year.  Students do not need to register for it.

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Attività di supporto

Durante l'intera durata dell'insegnamento si svolgono anche attività di tutorato , facoltative e aggiuntive rispetto a quelle proprie dell'insegnamento (2 ore alla settimana), per la revisione in aula di alcuni argomenti e lo svolgimento di ulteriori problemi di stechiometria rispetto a quelli  proposti dal docente. Tali attività sono in genere tenute da giovani laureati.

Parallel to the course, students may attend an optional  tutorship (2 hours/week) wherein a tutor (usually a student with a M.Sc.  in Chemistry ) resumes some topics treated in the course and trains  students to solve stoichiometric problems. 

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Programma

  • Introduzione al corso. Il rapporto tra livelli macroscopico, microscopico e simbolico in chimica. Le relazioni tra chimica e biologia.
  • La materia. Dal punto di vista macroscopico (definizione di sostanza, miscuglio,  miscela omogenea e eterogenea) e dal punto di vista microscopico (struttura particellare, l'atomo e la sua struttura).
  • Gli elementi chimici: la tavola periodica e le proprietà periodiche. Ruolo degli elementi nei sistemi biologici.
  • Il legame chimico. I tipi di legame e le loro caratteristiche principali. Interazioni intra- e inter-molecolari e loro rilevanza per i sistemi biologici. La struttura delle molecole e la relazione tra struttura e proprietà (polarità, punto di fusione, solubilità in solventi, ecc.). Formule molecolari.
  • Gli stati della materia, le loro proprietà e le trasformazioni fisiche. I sistemi gassosi e le loro leggi. Lo stato liquido, le soluzioni ed il loro comportamento. La legge di Raoult, l'espressione della concentrazione delle soluzioni.  I solidi e la loro struttura. I diagrammi di stato dell’acqua, del biossido di carbonio e dello iodio.
  • Le trasformazioni chimiche. Classificazione delle trasformazioni chimiche. Formalizzazione delle reazioni chimiche.  Rapporti ponderali tra reagenti e prodotti, reagente limitante, resa di reazione. Il numero di Avogadro e la mole.
  • L’equilibrio chimico. Definizione e identificazione dei parametri che lo caratterizzano (la costante di equilibrio). Esempi di processi di equilibrio in soluzione acquosa (le reazioni tra acidi e basi, le soluzioni tampone, gli equilibri di solubilità) e la loro relazione con il mondo biologico.
  • Gli aspetti termodinamici delle trasformazioni chimiche. Identificazione delle condizioni di spontaneità di un processo chimico . Energia libera, entalpia ed entropia (funzioni di stato).
  • Gli aspetti cinetici delle trasformazioni chimiche. Concetto di velocità di una trasformazione chimica e fattori che la influenzano. La catalisi ed il suo ruolo in biochimica (gli enzimi). Cenni di radiochimica: i fenomeni di decadimento radioattivo ed il loro utilizzo in ambito biologico (datazioni, marcature radioattive, traccianti radioattivi).
  • Elettrochimica. Le reazioni redox e il loro bilanciamento. Energia chimica vs. energia elettrica: pile e processi elettrolitici. I potenziali standard di riduzione e il loro utilizzo. La legge di Nernst e il calcolo della f.e.m. in condizioni standard e non standard. 
  • Cenni di chimica descrittiva. Uno sguardo sugli elementi che la natura ha selezionato e sul loro ruolo nella biosfera.

  • Introduction. The relationships between macroscopic , microscopic  and symbolic levels in chemistry. The relation between chemistry and biology.
  • The matter. Macroscopic view (definition of chemical substance, homogeneous and heterogeneous mixture, etc. ) and microscopic view (particle structure of matter, the atom and is structure).
  • Chemical elements: the Periodic System and the periodic properties. Role of elements in biological systems.
  • The chemical bond. Types of bonds and their main features. Intra- and inter-molecular interactions, and their role in biological systems. Molecular structure and structure-function relationships (polarity, melting points, solubility, etc. ). Molecular formula and Lewis structures.
  • The physical states of matter, their properties and physical transformations.  Gaseous systems and their laws.  the liquid state, solutions and their behavior, Raoult's law. The expression of concentration of a solution.  Solids and their structure. Phase diagrams of water, carbon dioxide and iodine.
  • Chemical transformations and their classification. Formalization of chemical reactions. Stoichiometric ratios between reagents and products, limiting reactant, reaction yield. Avogadro's number and the mole concept.
  • Chemical equilibrium: the concept and the parameters that characterize it (equilibrium constant). Examples of equilibria in solutions (acid-base reactions, buffer solutions, solubility equilibria) and their relevance  for the biological world.
  • thermodynamic aspects of chemical transformations. Criteria of spontaneity for a chemical process. Gibbs free energy, enthalpy and entropy (state functions).
  • Kinetic aspects of chemical transformations: the concept of reaction rate and the factors that influence it. Catalysis and its role in biochemistry (enzymes). Hints of radiochemistry: radioactive decay and its use in the bio-medical domain.
  • Electrochemistry: redox reaction and their balancing. Electric vs. chemical energy: voltaic cells  and electrolysis. Standard reduction potentials and their use. Nernst's law and the determination of  electromotive force in standard and non-stardard conditions.
  • Hints of descriptive chemistry. A glance to the natural selection of the chemical elements and the role of the selected elements in the biosphere.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

 Tro,  Chimica, un approccio molecolare, EdiSES

  Kotz, Treichel,  Chimica, EdiSES

  Petrucci, Herring, Madura, Bissonette, Chimica generale, PICCIN

  Michelin Lausarot, Vaglio, Stechiometria per la Chimica Generale, PICCIN

  Caselli, Rizzato, Tessore, Stechiometria - EdiSES

  Sistema periodico degli elementi

 Tro,  Chimica, un approccio molecolare, EdiSES

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  Caselli, Rizzato, Tessore, Stechiometria - EdiSES

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Orario lezioni

GiorniOreAula
Lezioni: dal 19/10/2015 al 22/01/2016

Nota: Consultare la tabella degli orari pubblicata sull'apposita pagina.

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Ultimo aggiornamento: 20/05/2016 11:05
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