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Chimica (CA) (A/L)
Chemistry
Liberato Cardellini

Sede Ingegneria
A.A. 2016/2017
Crediti 9
Ore 72
Periodo I
Lingua ITA

Prerequisiti
Il ragionamento causale, la capacità di argomentare e le abilità algebriche e di calcolo sono abilità necessarie per poter beneficiare appieno del corso

Risultati di apprendimento attesi
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
L'insegnamento si propone di fornire i fondamenti per la comprensione e l'interpretazione dei fenomeni chimici su cui si basano le tecnologie in uso nel settore ingegneristico. L'insegnamento è rivolto alla conoscenza della struttura e delle proprietà della materia, creando un collegamento tra il mondo microscopico a quello macroscopico.
CAPACITA' DI APPLICARE LE CONOSCENZE:
L'insegnamento fornisce le capacità necessarie per applicare le conoscenze acquisite all'analisi e alla comprensione di problematiche chimiche nell’ambito ingegneristico, attraverso l’uso di metodi e leggi alla base dei fenomeni chimici. Tali capacità sono acquisite dallo studente tramite lo sviluppo di esercizi guidati che richiedono l'uso dei modelli e delle metodologie descritte nelle lezioni.
COMPETENZE TRASVERSALI:
Il corso è strutturato in modo da stimolare e sottolineare collegamenti con le altre discipline, con l’obiettivo di migliorare la capacità di apprendimento e la capacità comunicativa attraverso la padronanza della terminologia scientifica di base.

Programma
Gli idrocarburi. Materia, sostanze, proprietà. Simboli e valenze. Le reazioni chimiche. L’atomo. Configurazione elettronica degli elementi. Proprietà periodiche. Reazioni redox. La mole. Calcolo stechiometrico. Legami chimici. Geometria delle molecole. Polarità e energia dei legami. Leggi dei gas. Miscugli gassosi. Gas reali. L’energia nelle reazioni chimiche. Proprietà fisiche dell’acqua. Pressione di vapore. Curve di riscaldamento e di raffreddamento. Diagramma di stato dell’acqua. Le soluzioni. Concentrazione e distillazione frazionata. Elettroliti. Grado di dissociazione. La velocità delle reazioni. L’equilibrio chimico. La costante di equilibrio. Spostamento dell’equilibrio. Un’applicazione industriale: la sintesi dell’NH3. La dissociazione dell’acqua. La scala pH. Teorie acido-base. La forza di acidi e basi. Soluzioni tampone. Reazioni di idrolisi. Titolazioni acido-base. Le pile. Potenziali standard. Elettrodo ad idrogeno. Corrosione e protezione dei materiali metallici.

Modalità di svolgimento dell'esame
METODI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La valutazione del livello di apprendimento dello studente viene effettuata alla fine del corso mediante due prove: una scritta ed una orale. Per facilitare un impegno continuo negli studenti, durante il corso ci saranno tre prove parziali di stechiometria, con 3 problemi in ciascuna prova. La prova scritta per l’esame si considera superata se il voto dei tre parziali è superiore a 53/30. Per coloro che non superano il minimo, o che non accedono alle prove parziali, la prova scritta consiste nella risoluzione di quattro problemi che possono riguardare tutti gli argomenti trattati nel corso. La prova scritta è propedeutica alla prova orale, per accedere alla quale lo studente deve risolvere almeno tre problemi in modo corretto. Accedendo alla prova orale, lo studente avrà l’opportunità di misurare la propria preparazione con un test scritto riguardante la parte teorica. La discussione orale consiste nell’approfondimento delle conoscenze su temi trattati nel corso, scelti opportunamente in modo da sondare la preparazione dello studente sugli argomenti concettuali del corso. Nel caso di esito negativo per la prova orale, lo studente dovrà ripetere anche la prova scritta.

CRITERI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Per superare con esito positivo la valutazione dell'apprendimento, attraverso le prove scritta e orale, lo studente deve dimostrare di aver acquisito la capacità di risolvere i problemi chimici in modo significativo e familiarità con i concetti esposti nel corso, possedendo quindi una conoscenza adeguata delle conoscenze chimiche fondamentali. L’obiettivo del corso è di rendere capace lo studente di ragionare e pensare almeno in parte come ragiona un chimico negli argomenti del corso.

CRITERI DI MISURAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Nella prova scritta lo studente deve dimostrare di aver compreso ed assimilato la logica del calcolo stechiometrico. I problemi vengono considerati risolti in modo corretto se il procedimento è corretto dal punto di vista logico e l’errore relativo del risultato non supera l’1%, tenendo conto della teoria delle cifre significative. Durante il corso gli studenti vengono allenati nella risoluzione dei problemi ed incoraggiati a fare la verifica esaustiva del risultato, oltre a spiegare la logica di ogni passaggio. Gli studenti verranno anche incoraggiati a risolvere opportuni problemi pensati per sviluppare le soluzioni originali e creative e avranno la possibilità di acquisire dei bonus. I bonus contribuiscono ad una positiva valutazione della preparazione. Viene considerata importante la capacità dello studente di argomentare e ragionare in modo causale nel colloquio orale.

CRITERI DI ATTRIBUZIONE DEL VOTO FINALE
Perché l’esito complessivo della valutazione sia positivo, lo studente deve conseguire la sufficienza, ovvero almeno 18 punti, in ciascuna delle due prove. Il voto complessivo, in trentesimi, è il risultato di della media dei voti ottenuti nelle due prove. La lode verrà attribuita agli studenti che, avendo conseguito la valutazione massima, abbiano sostenuto brillantemente entrambe le prove, dimostrando una padronanza della materia risultante da livello di approfondimento degli argomenti e da una riflessione personale significativa. Verrà tenuto conto in modo positivo di eventuali soluzioni originali e creative dello studente.

Testi consigliati
Per la teoria: L. Palmisano, M. Schiavello, Elementi di chimica, EdiSES: Napoli, 2007; oppure: W.L. Masterton, C.N. Hurley, Chimica. Principi e reazioni, Piccin: Padova, 2010; oppure: N. J. Tro, Introduzione alla chimica, Pearson: Milano, 2013. Per la stechiometria: L. Cardellini, Strategie per il problem solving in chimica, Ragni: Ancona, 2014. Materiale didattico: Tutti gli studenti che forniranno il loro indirizzo e-mail riceveranno prima della lezione le slide riguardanti gli argomenti della lezione; dopo la lezione riceveranno l’elenco dei concetti da studiare e per fare mappe concettuali e riassunti. Riceveranno inoltre gli esercizi da risolvere per prepararsi agli esami e per alcuni argomenti di stechiometria riceveranno i 'worked examples', esercizi risolti e commentati, per facilitare la propria preparazione in modo significativo.

Corsi di laurea

• Ingegneria Civile e Ambientale (Corso di Laurea Triennale (DM 270/04))