Programma e contenuti
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 adioattivo, 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.
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. 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
Le unità di misura della concentrazione: molarità, molalità, percentuale p/p p/v. 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 e tecnologie
Composti organici ed inorganici di specifico interesse. Materiali leganti per l’edilizia: calci aeree, calci idrauliche, gessi, cementi, geopolimeri.
Elementi di Chimica Organica
Idrocarburi: alcani, alcheni, alchini, cicloalcani e composti aromatici. Riconoscimento dei gruppi funzionali e proprietà principali di alcoli, eteri, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici, ammine, ammidi e aminoacidi. Cenni di nomenclatura.
Elementi di chimica ambientale
Struttura e composizione dell’atmosfera; l’inquinamento da ossidi di azoto, di zolfo, da idrocarburi, da alogenoderivati, da ozono, da particelle disperse. Agenti inquinanti dell’atmosfera, delle acque e dei suoli; in particolare VOC, PAH, PCB, interferenti endocrini, metalli pesanti. Principali processi degradativi degli inquinanti organici.
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