Laboratorio di chimica fisica i
A.A. 2022/2023
Obiettivi formativi
Il corso si propone di combinare l'illustrazione degli aspetti piu' significativi della termodinamica chimica con esperienze sperimentali volte alla raccolta di dati sperimentali, alla relativa elaborazione numerica e alla stima dell'errore sui parametri termodinamici ottenuti.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente apprende i principi che determinano le condizioni di spontaneità delle reazioni chimiche e ne verifica sperimentalmente la validita'. Apprende, inoltre, come trattare serie di dati raccolti tramite misure strumentali e come stendere una relazione corredata da grafici ed elaborazioni numeriche. Nelle attivita' di laboratorio, impara a collaborare coi colleghi.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Corso A
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Le proprietà dei gas. Teoria cinetica dei gas. Distribuzione di Maxwell-Boltzmann. Gas reali. Primo Principio della Termodinamica. Calore e lavoro. Calorimetria. Capacità termiche. Entalpia. Transizioni isoterme ed adiabatiche di gas perfetti. Secondo principio. Variazioni di entropia di sistema ed intorno. Terzo principio. Macchine termiche. Energie di Helmholtz e di Gibbs. Equazione di Gibbs-Helmholtz. Potenziale chimico. Descrizione termodinamica delle miscele. Equazione di Gibbs-Duhem. Diagrammi di stato di sostanze pure. Stabilità di fase e transizioni. Equazioni di Clapeyron e Clausius-Clapeyron. Equilibrio chimico. Effetti di temperatura e pressione sull'equilibrio. Equazione di van't Hoff.
Durante il Laboratorio Sperimentale vengono determinate grandezze chimico-fisiche (valori di ΔU e ΔH, K equilibrio) tramite la raccolta di dati sperimentali (dati calorimetrici, spettrofotometrici, di conducibilità, tensioni di vapore) che vengono poi diagrammati ed elaborati sulla base di relazioni termodinamiche.
Durante il Laboratorio Sperimentale vengono determinate grandezze chimico-fisiche (valori di ΔU e ΔH, K equilibrio) tramite la raccolta di dati sperimentali (dati calorimetrici, spettrofotometrici, di conducibilità, tensioni di vapore) che vengono poi diagrammati ed elaborati sulla base di relazioni termodinamiche.
Prerequisiti
Conoscenze di base di matematica e fisica. Nel dettaglio: calcolo infinitesimale, con particolare riguardo a regole di derivazione e relative proprietà delle derivate, integrali definiti, differenziali. Questi contenuti sono disponibili nei corsi di base di matematica e fisica della Laurea Triennale in Chimica dell'Università degli Studi di Milano.
Metodi didattici
Lezioni frontali e laboratorio didattico
Materiale di riferimento
- P. W. Atkins, J. de Paula - Physical Chemistry - 9th ed. (2011) o successive, Oxford University Press.
- Materiale didattico fornito dal docente.
- Materiale didattico fornito dal docente.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame verificherà che gli studenti abbiano compreso le leggi fondamentali della termodinamica chimica all'equilibrio e che sappiano applicare le suddette leggi per risolvere problemi pratici di termodinamica chimica. Verrà inoltre valutata la capacità degli studenti di redigere una relazione tecnica, che verterà sulle esperienze pratiche di laboratorio.
Il processo di valutazione consiste di due parti:
(i) Relazione tecnica, la cui valutazione viene espressa in trentesimi e pesa per il 30 % ai fini della determinazione del voto finale.
(ii) Esame finale, la cui valutazione viene espressa in trentesimi e pesa per il 70 % ai fini della determinazione del voto finale. L'esame finale consiste a sua volta in uno scritto e in un orale. Nello scritto gli studenti saranno chiamati a risolvere esercizi numerici e/o test a scelta multipla di termodinamica chimica, volti a verificare le loro competenze applicative nell'ambito della risoluzione di problemi (problem solving). Durante l'orale sarà invece verificata la loro conoscenza teorica della termodinamica di base. Il voto dell'esame (scritto + orale) è dato dalla media corrispondente [(voto scritto + voto orale)/2].
In entrambe le parti dell'esame, la sufficienza è raggiunta a fronte di una valutazione non inferiore a 18/30. Risultati eccezionali saranno premiati con una mezione d'onore (30/30 e Lode).
Il processo di valutazione consiste di due parti:
(i) Relazione tecnica, la cui valutazione viene espressa in trentesimi e pesa per il 30 % ai fini della determinazione del voto finale.
(ii) Esame finale, la cui valutazione viene espressa in trentesimi e pesa per il 70 % ai fini della determinazione del voto finale. L'esame finale consiste a sua volta in uno scritto e in un orale. Nello scritto gli studenti saranno chiamati a risolvere esercizi numerici e/o test a scelta multipla di termodinamica chimica, volti a verificare le loro competenze applicative nell'ambito della risoluzione di problemi (problem solving). Durante l'orale sarà invece verificata la loro conoscenza teorica della termodinamica di base. Il voto dell'esame (scritto + orale) è dato dalla media corrispondente [(voto scritto + voto orale)/2].
In entrambe le parti dell'esame, la sufficienza è raggiunta a fronte di una valutazione non inferiore a 18/30. Risultati eccezionali saranno premiati con una mezione d'onore (30/30 e Lode).
Corso B
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Le proprietà dei gas. Teoria cinetica dei gas. Distribuzione di Maxwell-Boltzmann. Gas reali. Primo Principio della Termodinamica. Calore e lavoro. Calorimetria. Capacità termiche. Entalpia. Transizioni isoterme ed adiabatiche di gas perfetti. Secondo principio. Variazioni di entropia di sistema ed intorno. Terzo principio. Macchine termiche. Energie di Helmholtz e di Gibbs. Equazione di Gibbs-Helmholtz. Potenziale chimico. Descrizione termodinamica delle miscele. Equazione di Gibbs-Duhem. Diagrammi di stato di sostanze pure. Stabilità di fase e transizioni. Equazioni di Clapeyron e Clausius-Clapeyron. Equilibrio chimico. Effetti di temperatura e pressione sull'equilibrio. Equazione di van't Hoff.
Durante il Laboratorio Sperimentale vengono determinate grandezze chimico-fisiche (valori di ΔU e ΔH, K equilibrio) tramite la raccolta di dati sperimentali (dati calorimetrici, spettrofotometrici, di conducibilità, tensioni di vapore) che vengono poi diagrammati ed elaborati sulla base di relazioni termodinamiche.
Durante il Laboratorio Sperimentale vengono determinate grandezze chimico-fisiche (valori di ΔU e ΔH, K equilibrio) tramite la raccolta di dati sperimentali (dati calorimetrici, spettrofotometrici, di conducibilità, tensioni di vapore) che vengono poi diagrammati ed elaborati sulla base di relazioni termodinamiche.
Prerequisiti
Conoscenze di base di matematica e fisica. Nel dettaglio: calcolo infinitesimale, con particolare riguardo a regole di derivazione e relative proprietà delle derivate, integrali definiti, differenziali. Questi contenuti sono disponibili nei corsi di base di matematica e fisica della Laurea Triennale in Chimica dell'Università degli Studi di Milano.
Metodi didattici
Lezioni frontali e laboratorio didattico
Materiale di riferimento
- P. W. Atkins, J. de Paula - Physical Chemistry - 9th ed. (2011) o successive, Oxford University Press.
- Materiale didattico fornito dal docente (slide di lezione)
- Materiale didattico fornito dal docente (slide di lezione)
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame verificherà che gli studenti abbiano compreso le leggi fondamentali della termodinamica chimica all'equilibrio e che sappiano applicare le suddette leggi per risolvere problemi pratici di termodinamica chimica. Verrà inoltre valutata la capacità degli studenti di redigere una relazione tecnica, che verterà sulle esperienze pratiche di laboratorio.
Il processo di valutazione consiste di due parti:
(i) Relazione tecnica, la cui valutazione viene espressa in trentesimi e pesa per il 30 % ai fini della determinazione del voto finale.
(ii) Esame finale, la cui valutazione viene espressa in trentesimi e pesa per il 70 % ai fini della determinazione del voto finale. L'esame finale consiste a sua volta in uno scritto e in un orale. Nello scritto gli studenti saranno chiamati a risolvere esercizi numerici e/o test a scelta multipla di termodinamica chimica, volti a verificare le loro competenze applicative nell'ambito della risoluzione di problemi (problem solving). Durante l'orale sarà invece verificata la loro conoscenza teorica della termodinamica di base. Il voto dell'esame (scritto + orale) è dato dalla media corrispondente [(voto scritto + voto orale)/2].
In entrambe le parti dell'esame, la sufficienza è raggiunta a fronte di una valutazione non inferiore a 18/30. Risultati eccezionali saranno premiati con una mezione d'onore (30/30 e Lode).
Il processo di valutazione consiste di due parti:
(i) Relazione tecnica, la cui valutazione viene espressa in trentesimi e pesa per il 30 % ai fini della determinazione del voto finale.
(ii) Esame finale, la cui valutazione viene espressa in trentesimi e pesa per il 70 % ai fini della determinazione del voto finale. L'esame finale consiste a sua volta in uno scritto e in un orale. Nello scritto gli studenti saranno chiamati a risolvere esercizi numerici e/o test a scelta multipla di termodinamica chimica, volti a verificare le loro competenze applicative nell'ambito della risoluzione di problemi (problem solving). Durante l'orale sarà invece verificata la loro conoscenza teorica della termodinamica di base. Il voto dell'esame (scritto + orale) è dato dalla media corrispondente [(voto scritto + voto orale)/2].
In entrambe le parti dell'esame, la sufficienza è raggiunta a fronte di una valutazione non inferiore a 18/30. Risultati eccezionali saranno premiati con una mezione d'onore (30/30 e Lode).
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento (via e-mail)
Studio Docente (Dipartimento di Chimica, Corpo A, Ala ovest, Terzo piano, ufficio 3112)
Ricevimento:
Su appuntamento (via e-mail)
Studio Prof. Lo Presti (R21S), Dipartimento di Chimica, Piano Terra, Ala Sud