2019/2020

2021/2022

DM270

CHIM/02 (CHIMICA FISICA)

DIPARTIMENTO DI BIOLOGIA E BIOTECNOLOGIE "LAZZARO SPALLANZANI"

BIOTECNOLOGIE

Chem- Pharma-Tech

3°

Secondo Semestre (01/03/2022 - 14/06/2022)

6

48 ore di attività frontale

Italiano

ORALE

BERBENNI VITTORIO (titolare) - 6 CFU

Matematica:
significato fisico di derivata e di integrale. Derivazione ed integrazioni di funzioni semplici. La equazione di una retta: metodo dei minimi quadrati.
Fisica:
concetti elementari della termodinamica.
Chimica:
1)Bilanciamento di reazioni chimiche. Reazioni esotermiche e endotermiche
2) Equilibrio chimico e legge dell'azione di massa
3) Conoscenza dei fattori dai quali dipende la velocità di una reazione chimica. La equazione di Arrhenius.
Buona conoscenza delle unità di misura del SI.

Acquisizione del significato fisico delle funzioni H,S,G e A. Calcolo delle entalpie e delle entropie di reazione e della loro dipendenza dalla temperature. Calcolo della costante di equilibrio delle reazioni chimiche. Acquisizione del significato fisico dell'ordine di una reazione. Conoscenza dei metodi sperimentali per la determinazione dell'ordine di una reazione. Relazione tra ordine e meccanismo di una reazione. Discussione di alcuni esempi pratici (reazioni unimolecolari e reazioni a catena).
Acquisizione dei concetti fondamentali della spettroscopia vibrazionale. Discussione dell'aspetto tipico di uno spettro IR: zona delle vibrazioni localizzate e della impronta digitale. Acquisizione della capacità di interpretare gli spettri IR delle principali classi di composti organici (idrocarburi, alcoli, eteri, ammine e composti carbonilici).
L'analisi termica: principi della tecnica e descrizione della analisi termica differenziale, della calorimetria differenziale a scansione a compensazione di potenza e a flusso di calore, analisi termogravimetrica.

Il Primo principio della termodinamica. Calore, lavoro, energia interna ed entalpia. La capacità termica. La entalpia delle transizioni di stato e la loro misura. Le reazioni di combustione e i combustibili biologici. La variazione della entalpia con la temperatura.
Il secondo principio della termodinamica. Entropia e secondo principio. Variazioni di entropia associate a riscaldamento e a transizioni di stato. Variazioni di entropia del sistema e dell’ambiente. Entropia assoluta e terzo principio della termodinamica. Entropia standard di reazione. La energia libera di Gibbs e la spontaneità della reazione.
L’equilibrio chimico. I fondamenti termodinamici. Variazione della energia libera con la composizione. Le reazioni all’equilibrio.La energia libera standard di reazione.Effetto di temperatura, pressione e catalizzatori.
Lo studio della velocità di reazione. Definizione della velocità di reazione. Leggi cinetiche e ordine di reazione. Metodi per la determinazione dell’ordine di reazione.Le leggi cinetiche integrate.
Dipendenza della velocità di reazione dalla temperatura. I meccanismi di reazione: la approssimazione di Lindemann ed il metodo dello stato stazionario. Alcuni esempi: le reazioni a catena e le reazioni unimolecolari.
Tecniche di indagine chimico-fisica. Spettroscopia Vibrazionale. Tecniche termiche di indagine: la
Calorimetria differenziale a scansione a compensazione di potenza e a flusso di calore. La analisi termogravimetrica. La spettroscopia FRET (Fluorescence resonance Energy Transfer). La microscopia elettronica a scansione.

Per la parte di chimica fisica sono previste lezioni frontali con la risoluzione discussa di semplici esercizi numerici per chiarire i concetti appena esposti. La parte di spettroscopia IR prevede: 1) lezioni frontali 2) esercitazione alla interpretazione discussa di spettri IR di molecole organiche semplici 3) Descrizione in laboratorio sul funzionamento di uno spettrofotometro FT-IR e sulle diverse tecniche di campionamento nell'IR.

Appunti forniti dal docente. Per la parte di spettroscopia vengono resi disponibili tutti gli spettri discussi in classe. Materiale supplementare per le tecniche termiche di indagine.

L'esame orale consiste di due parti che possono essere sostenute dallo studente sia separatamente che contemporaneamente. Per la parte di chimica fisica agli studenti vengono riassunti gli argomenti fatti in 8 tesine. Gli studenti hanno la possibilità di esporne una e vengono poi interrogati su altre parti di programma non compresi nella tesina che hanno scelto di presentare.
Nella parte di Spettroscopia infrarossa gli studenti devono commentare e cercare di interpretare uno/due spettri di molecole organiche (scelti far quelli visti a lezione). Infine una breve domanda sulle altre tecniche di indagine illustrate durante il corso.

Nessuna altra informazione.