Obiettivi formativi
O1 – Conoscenza e capacità di comprensione
Lo/a studente/ssa saprà descrivere i concetti fondamentali della chimica generale ed inorganica in modo accurato e funzionale al laboratorio. Saprà inoltre leggere in modo critico e replicare la metodica di laboratorio. Lo/a studente/ssa acquisterà dimestichezza nell’uso della vetreria e di semplice strumentazione di laboratorio
O2 - Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo/a studente/ssa avrà la capacità di bilanciare reazioni, calcolare le quantità dei reagenti da utilizzare, predire qualitativamente la spontaneità in funzione delle variabili di laboratorio, nonché predire i risultati delle esperienze proposte.
O3 - Autonomia di giudizio
Lo/a studente/ssa sarà in grado di valutare la propria performance in laboratorio confrontando il risultato nella propria esperienza contro la media dei risultati dei compagni di laboratorio.
O4 – Abilità comunicative
Lo/a studente/ssa sarà in grado di reperire informazioni e comunicare su problematiche relative alle esperienze di laboratorio di chimica generale ed inorganica. Lo/a studente/ssa sarà in gradi di redigere una relazione volta alla comunicazione dei risultati e di eventuali anomalie riscontrate durante la prova di laboratorio.
O5 - Capacità di apprendimento
Lo/a studente/ssa sarà in grado di continuare a studiare autonomamente la materia della chimica generale ed inorganica espandendo sui concetti menzionati in classe.
Prerequisiti
Conoscenza di base di algebra e analisi matematica
Contenuti dell'insegnamento
Capitolo 1: Sicurezza in laboratorio
• Norme di comportamento in laboratorio
• DPI (Dispositivi di protezione individuali)
• DPC (Dispositivi di protezione collettivi)
• Utilizzo dei reagenti in sicurezza
• SDS (o MSDS) Scheda di Sicurezza
• Frasi H (Hazard statements, "indicazioni di pericolo")
• Frasi P (Precautionary statements, "consigli di prudenza")
• Pittogrammi
• Sostanze chimiche incompatibili
• Come scrivere una relazione di laboratorio
Capitolo 2: Vetreria di Laboratorio
• Vetreria per il trattamento del campione
• Vetreria per il prelievo di volumi
• Vetreria per la misurazione dei volumi
• Portata dello strumento (P)
• Sensibilità dello strumento (S)
• Vetreria graduata e vetreria tarata
• Buretta
• Lettura del volume (Menisco)
Capitolo 3: Calcoli Ponderali
• Massa molecolare
• Mole
• Numero di Avogadro
• Calcolo del numero di moli
Capitolo 4: Reazioni chimiche
• Reagenti e Prodotti
• Reazioni acido-base
• Reazioni di scambio
• Reazioni di ossido-riduzione
• Fenomeni che tendono a favorire una reazione
• Equazioni molecolari e equazioni ioniche
• Bilanciamento di una reazione
• Notazioni per la definizione dello stato fisico
• Resa di reazione
• Numero di equivalenti
• Nomenclatura chimica
Capitolo 5: Soluzioni e concentrazioni
• Soluzione
• Concentrazione
• Solubilità
• Soluzione satura
• Molarità
• Molalità
• Normalità
• Percentuale in massa
• Frazione molare
• Reagente limitante
Capitolo 6: Teoria degli acidi e delle basi
• Acidi e Basi di Bronsted e Lowry
• Acidi e basi coniugati
• Sostanze anfiprotiche
• Equilibrio Acido-Base in acqua
• Acidi e Basi forti
• Acidi e Basi deboli
• Acidi monoprotici e poliprotici
• Autoprotolisi dell’acqua
• Calcolo del pH di una soluzione
• Soluzioni tampone
Capitolo 7: Calcolo dell’errore
• Precisione e Accuratezze
• Calcolo dell’errore associato ad una misura
Esperienze di laboratorio:
• Prima esperienza di laboratorio: Reazioni chimiche e Osservazione
• Seconda esperienza di laboratorio: Sintesi di composti inorganici e organometallici
• Terza esperienza di laboratorio: Sintesi di nanoparticelle di magnetite
• Quarta esperienza di laboratorio: Titolazione acido-base
• Quinta esperienza di laboratorio: Diluizione e Titolazione Redox
Programma esteso
Il corso introduce gli studenti al laboratorio chimico, con lo scopo di renderli autonomi nel replicare una procedura di laboratorio, maneggiando strumentazione e vetreria di uso comune. Le lezioni frontali avranno un taglio molto pragmatico legato all’uso di nozioni utili per l’uso di sostanze chimiche e strumentazione di laboratorio nonché sulla sicurezza in laboratorio (Frasi H, Frasi P, pittogammi, MSDS). Lo/a studente/ssa sarà in grado anche di identificare il tipo di reazione in esame (acido-base, redox, scambio) e bilanciare prodotti e reagenti. Sarà inoltre in grado di eseguire calcoli ponderali e calcoli di concentrazione e diluizioni. Le esperienze di laboratorio avranno una difficoltà crescente secondo un percorso didattico. Le esperienze saranno dunque così suddivise:
1. Reazioni chimiche e Osservazione
2. Sintesi di composti inorganici e organometallici
3. Sintesi di nanoparticelle di magnetite
4. Titolazione acido-base
5. Diluizione e Titolazione Redox
Portando lo studente dall’osservazione di un fenomeno chimico alla sintesi di materiali luminescenti e nanoparticelle magnetiche. Le titolazioni acido-base e redox, porteranno lo/a studente/ssa ad eseguire in modo accurato la procedura, raccogliere i dati e condividere i dati con i proprio compagni di corso in modo da valutare l’errore statistico associato. Al fine di rendere lo/a studente/ssa autonoma e critica nella stesura di un report scientifico, le relazioni delle prime tre esperienze saranno corrette in classe e solo le ultime due relazioni saranno consegnate al docente e saranno oggetto di valutazione.
Bibliografia
- Chimica Generale
Silvestroni, V ed.
Casa Editrice Ambrosiana
- Come risolvere i problemi di chimica
Ugozzoli F.
Casa Editrice Ambrosiana
- Stechiometria
Bertini I., Luchinat C., Mani F., Ravera E. VI ed.
Casa Editrice Ambrosiana
- Chimica Test Ed Esercizi
Michelin R.A., Sgarbossa P., Mozzon M., Munari A.
Casa Editrice Ambrosiana
Metodi didattici
Lezioni frontali salvo diversamente indicato. In caso di impossibilità del docente o per il perdurare degli effetti legati alla pandemia, le lezioni potranno essere svolte in remoto attraverso la piattaforma Teams.
Le attività di laboratorio sono svolte in presenza.
Materiale didattico di supporto (slides e video) saranno messi a disposizione attraverso la piattaforma Elly.
Modalità verifica apprendimento
La preparazione verrà verificata con una prova orale valutata in trentesimi. La prova orale consisterà in una interrogazione su un argomento trattato a lezione nonché un esercizio svolto alla lavagna sugli argomenti trattati a lezioni e in laboratorio.
Altre informazioni
Le esperienze di laboratorio sono da considerarsi ad obbligo di frequenza. In caso di impossibilità dello studente ad essere presente solo ed esclusivamente per comprovati motivi, lo stesso dovrà preventivamente allertare il docente. Solo per questi casi sarà prevista una sessione di recupero di laboratorio entro la fine del semestre.
