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Oggetto:
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CHIMICA GENERALE ED INORGANICA (corso A)

Oggetto:

General and Inorganic Chemistry (A)

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Anno accademico 2023/2024

Codice dell'attività didattica
MFN0365
Docente
Elena Maria Ghibaudi
Corso di studi
Scienze Biologiche D.M. 270
Anno
1° anno
Periodo didattico
Da definire
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 insegnamenti del secondo anno.
All second-year classes.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Questo insegnamento concorre agli obiettivi formativi dell'ambito propedeutico del corso di laurea in Scienze Biologiche. L'insegnamento è mirato a fornire agli studenti solide conoscenze di base in chimica, propedeutiche all'acquisizione di conoscenze avanzate di chimica organica e biochimica e alla comprensione di una svariata gamma di fenomeni di interesse biologico. In particolare, l'insegnamento 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.

This teaching contributes to the training objectives of the preparatory area for the Degree Course in Biological Sciences. It aims at providing students with robust basic chemical skills, preparatory for the acquisition of advanced skills in organic chemistry and biochemistry, as well as for the comprehension of a wide range of biologically relevant phenomena. More in details, this teaching aims at providing 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.
  • an in-depth 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 relative alla chimica di base, con specifico riferimento a tematiche di rilievo biologico

CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Acquisizione  della capacità di applicare le conoscenze teoriche relative alla chimica di base alla risoluzione di esercizi e di problemi, con specifico riferimento a tematiche di rilievo biologico.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO Sviluppo di abilità di autovalutazione e responsabilità rispetto al proprio apprendimento

ABILITÀ COMUNICATIVE Acquisizione di competenze e strumenti per la comunicazione nella forma scritta e orale, in lingua italiana, unitamente all'utilizzo di linguaggi grafici e formali

CAPACITA' DI APPRENDIMENTO Acquisizione di capacità autonome di apprendimento e di autovalutazione della propria preparazione, atte ad intraprendere gli studi successivi con un alto grado di autonomia.  


KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING Acquisition of theoretical and applicative skills concerning general chemistry principles, with a  focus on biologically relevant issues.

APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING Acquisition of the ability to apply the theoretical chemical knowledge to the solution of problems and exercises, with a  focus on biologically relevant issues.

MAKING JUDGEMENTS Acquisition of self-judgment abilities and responsibility towards its own learning process.

COMMUNICATION SKILLS Acquisition of oral and written communications skills and expertise, in Italian,  as well as the ability to use graphical and formal languages.

LEARNING SKILLS Acquisition of autonomous learning capacity and self-assessment of its preparation, in order to undertake subsequent studies with a high degree of autonomy. 

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Modalità di insegnamento

Tutte le lezioni si terranno in presenza.

L'insegnamento consiste di 60 ore di lezione, distribuite tra argomenti teorici e esercitazioni di stechiometria.

La frequenza è facoltativa.

Il materiale didattico sarà  disponibile sulla piattaforma Moodle (vedi link a fondo pagina), unitamente a test di autovalutazione e materiale integrativo.

La comunicazione con gli studenti avviene mediante e-mail e richiede la registrazione sulla pagina Campusnet e alla pagina Moodle dell’insegnamento.

 

All lessons will be delivered in presence.

60-hours course, splitted in theoretical lessons and stoichiometry training.

Attendance is optional.

The teaching material will be available on the Moodle platform (see weblink below), together with self-evaluation tests and integrative teaching material.

Communication with students takes place through e-mail and requires signing up on the Campusnet and Moodle web page of the teaching course.

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto e orale (entrambi obbligatori).

Prova scritta: si svolge in presenza, in aula, in forma cartacea. Consiste di 6 esercizi e 4 domande sugli argomenti svolti in aula, in un tempo di due ore. 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. Il voto dello scritto resta valido fino alla fine dell'anno accademico.

Prova orale: Indicativamente, 4-5 domande mirate a valutare sia la comprensione dei principi fondamentali della chimica sia la capacità dello studente di applicare tali principi a contesti reali.

 

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 purché entro l'inizio dei corsi dell'anno accademico successivo.

• Il voto dello scritto resta valido fino alla fine dell'anno accademico, anche in caso di non superamento dell'esame orale.

 

Written and oral exam (both mandatory).

The written test consists in stoichiometric problems and questions on the topics covered by the course; it aims at assessing the student's familiarity with chemical quantities and its  ability to use them. Marks are expressed in thirtieths; the test is valid until the beginning of the subsequent academic year. The positive outcome (≥ 18/30) of this test allows accessing  the oral exam. Oral exam: approximately 4-5 questions aimes at assessing both the understanding of the fundamental principles of chemistry and the student's ability to apply these principles to real contexts.

Remarks:

  • In each examination period, at least one written and one oral session are proposed.
  • In order to attend the written test, students are required to register on the ESSE3 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.

The oral exams can be freely accessed, without registering on the ESSE3 platform. Students will show up in the classroom at the scheduled day and time.

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Attività di supporto

Durante l'intera durata dell'insegnamento saranno svolte 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. Le attività saranno svolte in presenza in aula. Materiale didattico per esercitazioni (inclusi di test di autovalutazione) sarà disponibile sulla Piattaforma Moodle,

Inoltre il docente e' disponibile su appuntamento telematico a discutere, ripetere e chiarire i concetti spiegati nelle lezioni.

Parallel to the course, students may attend an optional tutorship (2 hours/week) wherein a tutor resumes some topics treated in the course and trains students to solve stoichiometric problems. Activities will take place in the classroom, in face-to-face mode. Tutorials will be available on the Moodle Platform, including self-evalution activities.

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Programma

  • Introduzione all'insegnamento. 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,  sistema omogeneo e eterogeneo) e dal punto di vista microscopico (struttura particellare, l'atomo e la sua struttura).
  • Gli elementi chimici: la tavola periodica e le proprietà periodiche.
  • La quantità chimica e la sua unità di misura (mole).
  • Il legame chimico e le proprietà delle sostanze. I modelli di legame primario e le loro caratteristiche principali. Legami secondari 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. Lo stato aeriforme: modello dei gas ideali e leggi dei gas. 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: definizione e formalizzazione simbolica. Rapporti ponderali tra reagenti e prodotti, reagente limitante, resa di reazione.
  • L'equilibrio chimico. Definizione e identificazione dei parametri che lo caratterizzano (la costante di equilibrio). Equilibri in fase omogenea (acido-base): modelli acido-base, scala dii pH, idrolisi dei sali e soluzioni tampone (significato biologico). Equilibri in fase eterogenea (solubilità): definizione di solubilità e rapporto con Kps. fattori che influenzano la solubilità delle sostanze.
  • 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. Gli equilibri redox e i modelli redox. Formalizzazione e bilanciamento delle reazioni redox. I potenziali standard di riduzione, il loro significato e  il loro utilizzo. Energia chimica vs. energia elettrica: pile e processi elettrolitici. La legge di Nernst e il calcolo della f.e.m. in condizioni standard e non standard. 
  • Cenni di chimica descrittiva. La selezione naturale degli elementi chimici da parte della biosfera. Ruolo degli elementi bio-attivi nei sistemi biologici in relazione alle proprietà chimiche.

 

  • 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 systems, 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:
Libro
Titolo:  
Chimica
Anno pubblicazione:  
2017
Editore:  
EdiSES
Autore:  
J. C. Kotz, P. M. Treichel, J. R. Townsend, D. A. Treichel
ISBN  
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Chimica Generale. Principi ed applicazioni moderne
Anno pubblicazione:  
2018
Editore:  
Piccin
Autore:  
Petrucci, Herring, Madura, Bissonette
ISBN  
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Chimica Un approccio molecolare
Anno pubblicazione:  
2018
Editore:  
EdiSES
Autore:  
N. Tro
ISBN  
Obbligatorio:  
No
Oggetto:

Caselli, Rizzato, Tessore, Stechiometria - EdiSES - eserciziario

Sistema periodico degli elementi

 Caselli, Rizzato, Tessore, Stechiometria - EdiSES - exercises

Periodic system of the elements



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Orario lezioni

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

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Note

 

Gli/le studenti/esse con DSA o disabilità, sono pregati di prendere visione delle modalità di supporto (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-con-disabilita) e di accoglienza (https://www.unito.it/accoglienza-studenti-con-disabilita-e-dsa) di Ateneo, ed in particolare delle procedure necessarie per il supporto in sede d’esame (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-con-disabilita/supporto-agli-studenti-con-disabilita-sostenere-gli-esami).

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Ultimo aggiornamento: 15/02/2024 18:41
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