Universitą degli Studi di Pavia - Facoltą di Scienze MMFFNN

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Fondamenti di Chimica Fisica e Laboratorio

Corsi di laurea:
Chimica
Docenti:
Berbenni Vittorio, Mustarelli Piercarlo, Capsoni Doretta
Anno accademico:
2012/2013
Crediti formativi:
15
Ambiti:
CHIM/02
Decreto Ministeriale:
509/99
Lingua di insegnamento:
Italiano

Modalitą

Parte teorica: esame orale
Parte di laboratorio.
Prove scritte in itinere (esercizi numerici) e prova orale da sostenere durante l’esame di “Fondamenti di Chimica Fisica”

Prerequisiti

Corsi di matematica del primo anno

Programma

Parte teorica
I corso, diviso in due moduli, tratta i temi principali della chimica fisica.
1° Modulo. Vengono affrontati i seguenti argomenti: le leggi dei gas; le leggi della termodinamica; gli equilibri di fase; i diagrammi di fase, le proprietą termodinamiche delle miscele; le proprietą colligative, le celle elettrochimiche.
2° Modulo. Vengono affrontati i seguenti argomenti: i limiti della fisica classica; introduzione alla meccanica quantistica; relazioni materia-energia; lo spettro elettromagnetico; spettroscopia rotazionale, vibrazionale ed elettronica. Applicazioni allo studio dei materiali.
Parte di laboratorio.
Calorimetria: calore associato ai diversi processi chimici e tecniche per determinarlo. Tipi di calorimetri. Esercizi numerici.
Elettrochimica: la conducibilitą elettrica in soluzione acquosa, le leggi di Kohlraush, la mobilitą degli ioni, i numeri di trasporto e metodi per determinarli. Utilizzo di dati elettrochimici per la determinazione di grandezze termodinamiche (costanti di equilibrio e prodotti di solubilitą). L’attivitą e i coefficienti di attivitą di ioni in soluzione acquosa. La legge limite di Debye-Huckel.
Cinetica: cinetiche di semplici reazioni chimiche in fase omogenea, determinazione dell’ordine di reazione e della costante cinetica. Cinetiche complesse: l’approssimazione dello stato stazionario, la cinetica di reazioni enzimatiche, a catena ed esplosive.
Tutti gli argomenti verranno affrontati con lezioni frontali affiancate da un congruo numero di esercizi numerici ed esercitazioni pratiche.

Bibliografia

P. Atkins, J. De Paula “Atkins’ Physical Chemistry” VII Ed., Oxford University Press 2002.


Moduli

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 capacitą 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 č, 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 proprietą 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 proprietą delle miscele. Proprietą 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 attivitą. Le proprietą 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 proprietą termodinamiche. Dipendenza della costante di equilibrio dalla pressione e temperatura.

Bibliografia

Peter Atkins Julio de Paula
Chimica Fisica
IV edizione italiana
Zanichelli


Docente:
Mustarelli Piercarlo
Crediti formativi:
3
Ambito:
CHIM/02

Modulo:
Laboratorio
Docente:
Capsoni Doretta
Crediti formativi:
6
Ambito:
CHIM/02

Programma

Calorimetria: calore associato ai diversi processi chimici e tecniche per determinarlo. Tipi di calorimetri. Esercizi numerici.
Elettrochimica: la conducibilitą elettrica in soluzione acquosa, le leggi di Kohlraush, la mobilitą degli ioni, i numeri di trasporto e metodi per determinarli. Utilizzo di dati elettrochimici per la determinazione di grandezze termodinamiche (costanti di equilibrio e prodotti di solubilitą). L’attivitą e i coefficienti di attivitą di ioni in soluzione acquosa. La legge limite di Debye-Huckel.
Cinetica: cinetiche di semplici reazioni chimiche in fase omogenea, determinazione dell’ordine di reazione e della costante cinetica. Cinetiche complesse: l’approssimazione dello stato stazionario, la cinetica di reazioni enzimatiche, a catena ed esplosive.
Tutti gli argomenti verranno affrontati con lezioni frontali affiancate da un congruo numero di esercizi numerici ed esercitazioni pratiche.

Bibliografia

P. Atkins, J. De Paula “Atkins’ Physical Chemistry” VII Ed., Oxford University Press 2002.


Elenco appelli e prove

Nessuna prova presente

Credits: apnetwork.it