Nozioni di base di matematica, in particolare elementi di calcolo differenziale ed integrale.
Il corso si propone di fornire le nozioni fondamentali della Chimica e della Chimica-Fisica necessarie per la comprensione delle relazioni proprietà-struttura nei materiali. Si approfondisce inoltre la trattazione dei materiali di interesse specifico per il Corso di Laurea in Ingegneria Edile e Architettura.
Richiami sulle formule chimiche e sulle reazioni
Aspetti quali-quantitativi delle formule chimiche e delle reazioni; stechiometria; principali tipi di reazioni.
Radiochimica
Stabilità nucleare; decadimenti radioattivi, cinetica del decadimento radioattivo, serie radioattive naturali. Effetti chimici e biologici delle radiazioni. La radioattività ambientale. Radon.
Elementi di teoria del legame e sistematica chimica
Atomo di idrogeno. Configurazione elettronica degli elementi e proprietà periodiche Legame ionico, covalente, covalente polarizzato, coordinativo, metallico. Geometrie molecolari. Momenti dipolari. Interazioni intermolecolari: legame di idrogeno, forze di Van der Waals e di dispersione. Valenze ioniche e covalenti degli elementi del blocco s, p e della prima serie di transizione; ossidi, idruri, anioni e cationi, sali. Elementi di Chimica Organica
Stati di aggregazione della materia
Stato gassoso: gas ideali e gas reali, equazione di stato dei gas perfetti, miscele gassose, legge di Dalton, calcoli PVT. Stato solido: Sistemi cristallini, reticoli di Bravais, strutture compatte, strutture di riferimento per cristalli ionici, cristalli covalenti (diamante, grafite, silicio, quarzo), metallici, molecolari. Cristalli liquidi. Stato liquido: tensione superficiale, forze di coesione e adesione, bagnabilità, tensione di vapore.
Termodinamica, cinetica ed equilibrio chimico
Funzioni termodinamiche di stato; entalpie di formazione dei composti; calori di reazione; cicli termodinamici (legge di Hess); isoterma di reazione. L'equilibrio in fase gassosa, la costante di equilibrio, quoziente di reazione, effetto della temperatura. Cenni di cinetica chimica.
Soluzioni
Unità di misura delle concentrazioni. Equilibri liquido vapore, legge di Raoult. Abbassamenti crioscopici ed ebullioscopici; la pressione osmotica. Equilibri di solubilità (prodotto di solubilità). Equilibri acido-base, scala del pH, pH di acidi e basi forti, acidi e basi deboli, idrolisi di cationi e anioni, soluzioni tampone.
Equilibri di fase
Diagramma di stato dell’acqua. Analisi termica di leghe: diagrammi con eutettico e con solubilità totale nello stato solido.
Elettrochimica
Potenziali di elettrodo e meccanismo di funzionamento delle pile; potenziali elettrochimici standard; equazione di Nernst e calcolo costante di equilibrio; fenomeni di corrosione dei metalli, passivazione, protezione dalla corrosione; pile e accumulatori di interesse pratico. Elettrolisi.
Materiali
Materiali polimerici e relazioni proprietà/struttura. I metalli; le leghe ferrose: acciai, ghise, il diagramma Fe/C; i trattamenti termici. Materiali ceramici ordinari e speciali. Materiali leganti per l’edilizia: calci aeree, calci idrauliche, gessi, cementi. Legno e derivati.
Lezioni (ore/anno in aula): 80
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0
Materiale didattico fornito dal docente.
D. Dondi, L. Vasta. Chimica: principi e applicazioni . Universitas Studiorum.
Università di Pavia - Offerta formativa