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Oggetto:
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ADE Elementi di chimica generale e inorganica

Oggetto:

Elements of General and Inorganic Chemistry

Oggetto:

Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
MED0257
Docente
Prof.ssa Tiziana Crepaldi (Docente Titolare dell'insegnamento)
Corso di studio
[f007-c502] laurea a ciclo unico in odontoiatria e protesi dentaria - a torino
Anno
1° anno
Periodo
Annualità
Tipologia
A scelta dello studente
Crediti/Valenza
1
SSD attività didattica
BIO/10 - biochimica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto
Tipologia unità didattica
corso
Prerequisiti
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

L’insegnamento ha lo scopo di trasmettere allo studente la comprensione delle basi atomiche, molecolari e chimico-fisiche della materia, le caratteristiche degli elementi e delle molecole ed i principi alla base del loro comportamento chimico-fisico tramite la conoscenza delle principali leggi della chimica generale.

The purpose of the course is to convey to the student the understanding of the atomic, molecular and chemical-physical bases of matter, the characteristics of the elements and molecules and the principles underlying their chemical-physical behavior through the knowledge of the main laws of general chemistry.

 

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Lo studente al termine del corso dovrà aver acquisito familiarità con la struttura atomica e molecolare della materia. Dovrà avere una conoscenza delle principali leggi della chimica generale e della loro applicazione alla soluzione di problemi di interesse per i corsi successivi.

At the end of the course the student must have become familiar with the atomic and molecular structure of matter. They will have to know the main laws of general chemistry and their application to solve problems of interest for subsequent courses

Oggetto:

Programma

-           Definizione di: materia, sostanza, elemento, atomo, composto, molecola, miscela (omogenea, eterogenea).

-           Struttura dell'atomo: protone, neutrone, elettrone. Unità di massa atomica. Numero di massa e numero atomico. Isotopi. Atomo di Bohr. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Livelli e sottolivelli elettronici. Orbitali elettronici. Principio di esclusione di Pauli.

-           Tavola periodica: individuazione dei principali gruppi di elementi. Correlazione tra riempimento dei livelli e sottolivelli elettronici con la disposizione degli elementi nella tavola periodica. Livello (o strato) di valenza. Elettroni di valenza e reattività chimica, regola dell'ottetto. Proprietà chimiche di idrogeno, carbonio, azoto, ossigeno. Proprietà periodiche degli elementi: l’elettronegatività.

-           Legame ionico. Legame covalente: puro, polare, dativo, semplice, doppio, triplo. Doppietti elettronici di legame e non condivisi; elettroni spaiati (radicali liberi). Orbitali ibridi sp3, sp2 e sp. Legame ione-dipolo: solvatazione degli ioni. Legame dipolo-dipolo: il legame idrogeno; proprietà fisico-chimiche dell'acqua. Forze di Van der Waals (o di London).

-           Reazioni di ossidoriduzione (redox): definizioni di ossidante, riducente, coppie redox.

-           Formula grezza (o molecolare), formula strutturale (o di Lewis), formula empirica (o minima). Regole di nomenclatura di composti ionici e covalenti; principali anioni poliatomici; gli idruri.

-           Proprietà dei derivati dell'ossigeno: ione ossido, anione perossido, anione superossido. Ossidi acidi (di cui occorre conoscere le formule grezze): anidride carbonica, monossido di carbonio (di questi due bisogna conoscere anche le formule strutturali), anidride nitrosa e nitrica, ossido nitroso e nitrico, biossido di azoto, anidride solforosa e solforica. Ossiacidi derivati dagli ossidi acidi e corrispondenti anioni (di cui occorre conoscere le formule grezze e strutturali): acido carbonico, acido nitroso e nitrico, acido solforoso e solforico, acido ortofosforico e pirofosforico.

-           Peso atomico, peso molecolare, mole (e relativi sottomultipli), numero di Avogadro, massa di formula. Calcoli stechiometrici applicati alle sostanze solide: conversione moli in grammi e viceversa. Solubilità di una sostanza. Misure della concentrazione di una soluzione: g/l, % w/w, % w/v, % v/v, ppm, molarità, molalità. Calcoli stechiometrici applicati alle soluzioni: modalità di preparazione di una soluzione, conversione tra le varie misure di concentrazione, calcolo della diluizione. Osmolarità; soluzioni isotoniche, ipotoniche, ipertoniche; preparazione di una soluzione fisiologica; controllo dell'osmolarità e applicazioni biomediche.

-           Velocità delle reazioni chimiche: equazione di velocità, ordine di una reazione; reazioni di ordine 0, 1 e 2; tempo di dimezzamento; relazione tra velocità e temperatura. Bilancio energetico e spontaneità di una reazione: reazioni esotermiche ed endotermiche, energia libera di Gibbs, reazioni esoergoniche ed endoergoniche. Equilibrio chimico: legge di azione di massa, costante di equilibrio e sua relazione con la variazione di energia libera standard. Principio di Le Chatelier: equilibrio chimico e variazioni di temperatura e delle concentrazioni dei reagenti. Modalità di reazione chimica: teoria della collisione; definizione di collisioni efficaci, energia di attivazione, complesso attivato. Meccanismo d’azione e ruolo dei catalizzatori.

-           Definizione di acido e di base secondo Brønsted-Lowry e secondo Lewis. Concetto di coppia coniugata acido-base. Costanti di dissociazione acida e basica, forza di acidi e basi. Prodotto ionico dell'acqua, definizione di pH e pOH. Acidi e basi poliprotici: equilibri di dissociazione di acido carbonico, ortofosforico e solforico. Scala del pH. Calcolo del pH di una soluzione acquosa contenente un acido o una base forte. Calcolo del pH di una soluzione acquosa contenente un acido o una base debole. Titolazione di un acido forte con una base forte, di un acido debole con una base forte, di una base debole con un acido forte: punto di equivalenza, punto di neutralità. Definizione di equivalente acido o basico e di normalità. Equazione di Henderson-Hasselbalch. Titolazione di un acido diprotico (acido carbonico) e triprotico (acido ortofosforico) con una base forte. Sistemi tampone di interesse biologico: acido carbonico/bicarbonato, fosfati, proteine. Idrolisi dei sali.

Definition of: matter, substance, element, atom, compound, molecule, mixture (homogeneous, heterogeneous).

- Atom structure: proton, neutron, electron. Atomic mass unit. Mass number and atomic number. Isotopes. Bohr atom. Heisenberg's Indefinite Principle. Electronic levels and sub-levels. Orbital electronic. Pauli Exclusion Principle.

- Periodic table: identifying the main groups of elements. Correlation between filling of layers and electronic sub-levels with the arrangement of elements in the periodic table. Valence (or layer) of valence. Electrons of valence and chemical reactivity, rule of the octect. Chemical Properties of Hydrogen, Carbon, Nitrogen and Oxygen. Periodic properties of elements: electronegativity.

- Ionic bond. Covalent bond: pure, polar, dative, simple, double, triple. Bond electronic pairs and unshared electronic pairs; free electrons (free radicals). Hybrid Orbitals sp3, sp2 and sp. Ion-dipole bond: ion solvation. Dipolo-dipole bond: hydrogen bond; Physical-chemical properties of water. Van der Waals (or London) forces.

- Rredox reactions: definition of oxidizing, reducing, redox pairs.

- Raw (molecular) formula, structural (Lewis) formula, empirical (minimum) formula. Nomenclature rules for ionic and covalent compounds; Main polyatomic anions; Hydride compounds.

- Properties of Oxygen Derivatives: oxide ion, peroxide anion, superoxide anion. Acidic oxides (raw formulas): carbon dioxide, carbon monoxide (structural formulas), nitrogen dioxide, dinitrogen pentoxide, nitrous and nitric oxide, sulfur dioxide and trioxide. Oxyacids derived from acid oxides and corresponding anions (row and structural formulas): carbonic acid, nitrous and nitric acid, sulfurous and sulfuric acid, orthophosphoric acid and pyrophosphoric acid.

- Atomic weight, molecular weight, moles (and their sub-multiplexes), Avogadro number, formula mass. Stoichiometric calculations applied to solid substances: conversion of molars into grams and vice versa. Solubility of a substance. Solution concentration measurements: g / l, % w / w, % w / v, % v / v, ppm, molarity, molality. Stoichiometric calculations applied to solutions: how to prepare a solution, conversions between the various concentration measures, dilution calculation. Osmolarity; Isotonic, hypotonic, hypertonic solutions; Preparation of a physiological solution; Control of osmolarity and biomedical applications.

- Speed ​​of chemical reactions: velocity equation, order of a reaction; Order reactions 0, 1 and 2; Halving time; Relationship between speed and temperature. Energy balance and spontaneity of a reaction: exothermic and endothermic reactions, Gibbs free energy, exoergonic and endoergonic reactions. Chemical balance: mass action law, equilibrium constant, and its relation to standard free energy variation. The principle of Le Chatelier: chemical equilibrium and temperature variations and reagent concentrations. Chemical reaction mode: collision theory; Definition of effective collisions, activation energy, activated complex. Mechanism of action and role of catalysts.

- Definition of acid and base according to Brønsted-Lowry and Lewis. Acid-base conjugated pair. Acidic and basic dissociation constants, acid and bases strength. Ionic water product, pH and pOH definition. Polyprotic acids and bases: dissociation eq. of carbonic, orthophosphoric and sulfuric acids. PH scale. Calculation of the pH of an aqueous solution containing a strong acid or base. Calculation of the pH of an aqueous solution containing a weak acid or base. Titration of a strong acid with a strong base, a weak acid with a strong base, a weak base with a strong acid: point of equivalence, point of neutrality. Definition of acid or basal equivalence and normality. Henderson-Hasselbalch equation. Titration of diprotic acid (carbonic acid) and triprotic acid (orthophosphoric acid) with a strong base. Buffer systems of biological interest: carbonic acid / bicarbonate, phosphates, proteins. Hydrolysis of salts.

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Modalità di insegnamento

Si tratta di lezioni di didattica frontale con diapositive e di esercitazioni per la soluzione di problemi. Il materiale didattico multimediale viene messo a disposizione sulla piattaforma online. Gli studenti sono sollecitati a fare domande durante la lezione.

There are lessons with slides and problem-solving exercises. The multimedia learning material is made available on the online platform. Students are urged to ask questions during the lesson.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

I risultati dell’apprendimento sono valutati con una prova scritta di 60 minuti contenente 2 problemi (1 di calcolo stechiometrico e 1 di calcolo del pH di una soluzione) del valore di 6 punti e di 18 domande chiuse a scelta multipla di chimica  (5 risposte/ 1 corretta) del valore di 1 punto l’una. Il punteggio totale della prova è di 24 punti, la prova è superata con 17 punti. Il superamento della prova scritta permette di ottenere l’idoneità.

The learning outcomes are evaluated with a 60 minute-written test containing 2 problems (1 of stechiometric calculation and 1 of pH calculation of a solution) of 6 points and 18 multiple choice chemistry questions (5 replies / 1 correct) of the value of 1 point each. The total score of the test is 24 points, the test is passed with 17 points. Exceeding the written test allows to get the compliance evaluation.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

  • Samaja, Paroni Chimica e Biochimica, Piccin
  •  Santaniello, Alberghina, Coletta, Malatesta, Principi di chimica generale e organica, Piccin
  •  Ghigo Elementi di chimica generale e organica, CS libri

  • Samaja, Paroni Chimica e Biochimica, Piccin
  •  Santaniello, Alberghina, Coletta, Malatesta, Principi di chimica generale e organica, Piccin
  •  Ghigo Elementi di chimica generale e organica, CS libri


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Note

Gli studenti che inseriscono l'attività a libera scelta dello studente nel loro piano carriera devono iscriversi al corso

Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    16/10/2017 alle ore 08:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 29/06/2022 15:49
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