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Chimica Fisica e Laboratorio

Corsi di laurea:
Chimica
Docenti:
Berbenni Vittorio, Mustarelli Piercarlo
Anno accademico:
2011/2012
Crediti formativi:
15
Ambiti:
CHIM/02
Decreto Ministeriale:
270/04
Lingua di insegnamento:
Italiano

ModalitÓ

Esame scritto ed orale alla fine del corso

Prerequisiti

Concetti semplici di chimica e fisica. Derivate, Integrali, sviluppi in serie

Programma

Introduzione alla termodinamica. Energia, calore e lavoro. La energia interna. Il Primo principio della termodinamica. La funzione termodinamica entalpia. Relazione tra variazione di energia interna e variazione di entalpia. Definizione di capacitÓ termica molare a pressione ed a volume costante e loro dipendenza dalla temperatura. Trasformazione isobare,isocore,isoterme ed adiabatiche.La Termochimica: entalpia standard di formazione: che cosa Ŕ, come si determina e a che cosa serve. Dipendenza della energia interna di reazione e della entalpia di reazione dalla temperatura. Entalpia di dissoluzione e suo utilizzo combinato con la entalpia di formazione per creare una scala delle entalpie di formazione degli ioni. Relazione tra entalpia di formazione ed energia di legame. Calcolo delle entalpie di reazione dalle energie di legame. Il ciclo di Born-Haber. La seconda legge della termodinamica. La funzione entropia: definizione statistica e definizione termodinamica.Il ciclo di Carnot. Calcolo della variazione di entropia per diversi tipi di processi.Il terzo principio della termodinamica e il calcolo dei valori assoluti di entropia. Le funzioni termodinamiche G e A. Le relazioni della termodinamica: le proprietÓ della energia interna e della funzione energia libera di Gibbs. Le relazioni di Maxwell.

L'equilibrio di fase: il teorema di Gibbs e la regola delle fasi. Le trasformazioni fisiche nelle sostanze pure: lae equazioni di Clausius e Clausius-Clapeyron. I diagrammi di fase di acqua, diossido di carbonio e zolfo. Le proprietÓ delle miscele. ProprietÓ molari parziali: volume molare parziale e potenziale chimico. La termodinamica del miscelamento. Soluzioni ideali: la legge di Raoult. Soluzioni diluite ideali: la legge di Henry. Le soluzioni reali e la attivitÓ. Le proprietÓ colligative nelle soluzioni ideali e reali. L'equilibrio di fase in sistemi binari: equilibri liquido vapore a temperatura e a pressione costante. L'equilibrio solido-liquido: classificazione di diversi tipi di diagrammi di fase e loro interpretazione. L'equilibrio chimico: la costante di equilibrio ed il suo calcolo da conoscenze sulle proprietÓ termodinamiche. Dipendenza della costante di equilibrio dalla pressione e temperatura. L'equilibrioelettrochimico e le celle elettrochimiche reversibili. Relazioni tra parametri termodinamici e dati di forza elettromotrice di celle elettrochimiche reversibili.
La Teoria quantistica: introduzione e principi. Gli Insuccessi della fisica classica. Il dualismo onda-particella. La equazione di Schroedinger. L'interpretazione di Born della funzione d'onda. La normalizzazione e quantizzazione. La densitÓ di probabilitÓ. Autovalori e autofunzioni. Gli operatori. Sovrapposizione e valori di attesa. Il principio di indeterminazione di Heisenberg. La Teoria quantistica:tecniche ed applicazioni. Il moto traslazionale: la particella nella scatola monodimensionale e tridimensionale. Il moto vibrazionale: i livelli energetici, le funzioni d'onda la loro forma e le proprietÓ degli oscillatori. Il moto rotazionale: la rotazione in due dimensioni (la particella sull'anello).La rotazione in tre dimensioni (la particella sulla sfera). La forma della equazione di Schroedinger . Il vettore momento angolare. La quantizzazione spaziale. Il modello vettoriale.Lo spin. La struttura degli atomi idrogenoidi. Gli orbitali atomici e le loro energie.

Bibliografia

Peter Atkins Julio de Paula
Chimica Fisica
IV edizione italiana
Editrice Zanichelli


Moduli

Modulo:
La Termodinamica Chimica
Docente:
Berbenni Vittorio
Crediti formativi:
6
Ambito:
CHIM/02

Programma

Introduzione alla termodinamica. Energia, calore e lavoro. La energia interna. Il Primo principio della termodinamica. La funzione termodinamica entalpia. Relazione tra variazione di energia interna e variazione di entalpia. Definizione di capacitÓ termica molare a pressione ed a volume costante e loro dipendenza dalla temperatura. Trasformazione isobare,isocore,isoterme ed adiabatiche.La Termochimica: entalpia standard di formazione: che cosa Ŕ, come si determina e a che cosa serve. Dipendenza della energia interna di reazione e della entalpia di reazione dalla temperatura. Entalpia di dissoluzione e suo utilizzo combinato con la entalpia di formazione per creare una scala delle entalpie di formazione degli ioni. Relazione tra entalpia di formazione ed energia di legame. Calcolo delle entalpie di reazione dalle energie di legame. Il ciclo di Born-Haber. La seconda legge della termodinamica. La funzione entropia: definizione statistica e definizione termodinamica.Il ciclo di Carnot. Calcolo della variazione di entropia per diversi tipi di processi.Il terzo principio della termodinamica e il calcolo dei valori assoluti di entropia. Le funzioni termodinamiche G e A. Le relazioni della termodinamica: le proprietÓ della energia interna e della funzione energia libera di Gibbs. Le relazioni di Maxwell.

L'equilibrio di fase: il teorema di Gibbs e la regola delle fasi. Le trasformazioni fisiche nelle sostanze pure: lae equazioni di Clausius e Clausius-Clapeyron. I diagrammi di fase di acqua, diossido di carbonio e zolfo. Le proprietÓ delle miscele. ProprietÓ molari parziali: volume molare parziale e potenziale chimico. La termodinamica del miscelamento. Soluzioni ideali: la legge di Raoult. Soluzioni diluite ideali: la legge di Henry. Le soluzioni reali e la attivitÓ. Le proprietÓ colligative nelle soluzioni ideali e reali. L'equilibrio di fase in sistemi binari: equilibri liquido vapore a temperatura e a pressione costante. L'equilibrio solido-liquido: classificazione di diversi tipi di diagrammi di fase e loro interpretazione. L'equilibrio chimico: la costante di equilibrio ed il suo calcolo da conoscenze sulle proprietÓ termodinamiche. Dipendenza della costante di equilibrio dalla pressione e temperatura. L'equilibrioelettrochimico e le celle elettrochimiche reversibili. Relazioni tra parametri termodinamici e dati di forza elettromotrice di celle elettrochimiche reversibili.

Bibliografia

Peter Atkins-Julio De Paula
Chimica Fisica
IV edizione
Zanichelli


Modulo:
Cenni alla Teoria Quantistica
Docente:
Berbenni Vittorio
Crediti formativi:
3
Ambito:
CHIM/02

Programma

La Teoria quantistica: introduzione e principi. Gli Insuccessi della fisica classica. Il dualismo onda-particella. La equazione di Schroedinger. L'interpretazione di Born della funzione d'onda. La normalizzazione e quantizzazione. La densitÓ di probabilitÓ. Autovalori e autofunzioni. Gli operatori. Sovrapposizione e valori di attesa. Il principio di indeterminazione di Heisenberg. La Teoria quantistica:tecniche ed applicazioni. Il moto traslazionale: la particella nella scatola monodimensionale e tridimensionale. Il moto vibrazionale: i livelli energetici, le funzioni d'onda la loro forma e le proprietÓ degli oscillatori. Il moto rotazionale: la rotazione in due dimensioni (la particella sull'anello).La rotazione in tre dimensioni (la particella sulla sfera). La forma della equazione di Schroedinger . Il vettore momento angolare. La quantizzazione spaziale. Il modello vettoriale.Lo spin. La struttura degli atomi idrogenoidi. Gli orbitali atomici e le loro energie.

Bibliografia

Peter Atkins-Julio de Paula
Chimica Fisica
IV Edizione Italiana
Zanichelli


Modulo:
Laboratorio
Docente:
Mustarelli Piercarlo
Crediti formativi:
6
Ambito:
CHIM/02

Elenco appelli e prove

Nessuna prova presente

Credits: apnetwork.it