Insegnamenti

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Docente
ANGELA SERPE (Tit.)
MARIA FRANCESCA CASULA
Periodo
Primo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[60/76]  BIOTECNOLOGIE [76/20 - Ord. 2018]  Farmaceutico 10 96

Obiettivi

Il corso presenta i fondamenti teorici e sperimentali delle Scienze Chimiche ed è teso a sviluppare, attraverso la sinergia tra le lezioni frontali e la sperimentazione di laboratorio, conoscenze e competenze solide di chimica di base necessarie per affrontare in modo produttivo i corsi più specialistici successivi.
Conoscenza e capacità di comprensione (conoscenze)
Le principali conoscenze che si mira a far acquisire allo studente durante il corso sono:
• fondamenti della teoria atomica e molecolare (legame chimico)
• descrizione elementare delle proprietà periodiche degli elementi
• stati della materia
• leggi dei gas ideali
• proprietà e reattività delle sostanze e aspetti qualitativi e quantitativi delle trasformazioni chimiche
• equilibrio chimico applicato alle reazioni in fase gassosa e a quelle acido-base, di ossido-riduzione e di precipitazione
• fondamenti di elettrochimica.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione (competenze):
Gli argomenti sono trattati in modo che lo studente, appropriandosi del metodo scientifico, possa affrontare compiutamente problematiche di natura chimica.
Le principali abilità da perseguire sono:
•utilizzo del linguaggio scientifico proprio della disciplina
•interpretazione delle proprietà fondamentali degli elementi
•interpretazione della struttura e delle proprietà delle molecole
•scrittura e lettura di una reazione chimica nei suoi aspetti quantitativi
•calcolo delle proprietà dei gas e delle soluzioni
•discussione e trattamento compiuto dell’equilibrio chimico e dei fattori che lo influenzano, in particolare equilibri acido/base, red-ox e di precipitazione
•descrizione e discussione delle evidenze osservate e dei dati ottenuti durante lo svolgimento di una prova sperimentale.
Autonomia di giudizio:
Capacità di approcciare in modo critico gli argomenti trattati nel corso, sia contenutistici che pratici sapendoli inquadrare nell’opportuno contesto e trattare in modo appropriato.
Lo svolgimento degli esercizi e delle esperienze di laboratorio pertinenti agli argomenti trattati nelle lezioni frontali, offrirà allo studente la possibilità di verificare le conoscenze acquisite sulle diverse tematiche proposte.
Abilità comunicative:
Capacità di comunicare conoscenze e competenze acquisite utilizzando il linguaggio scientifico della chimica, sia nell’espressione scritta che orale.
Tali capacità verranno sviluppate anche grazie all’interazione tra gli studenti nel corso delle esperienze di laboratorio nonché nella predisposizione di elaborati (relazioni di laboratorio, esercitazioni, ecc) in cui i dati sperimentali o i risultati del calcolo dovranno essere presentati utilizzando appropriata notazione e rigore scientifico.
Capacità di apprendimento:
L’organizzazione del corso, che prevede lo sviluppo di un tema dal punto di vista teorico (lezione frontale e studio individuale), poi dal punto di vista pratico (esperienza di laboratorio) e dal punto di vista del trattamento del dato (esercitazioni numeriche), nonché l’elaborazione critica di relazioni di laboratorio, ha l’obiettivo di sviluppare nello studente una capacità di apprendimento che gli consenta di affrontare le sfide che lo attenderanno nel prosieguo della carriera studentesca (corsi specialistici; titolo di istruzione superiore) e/o nell’avvio di quella professionale, con competenza ed autonomia.
Comportamenti:
Ci si aspetta che gli studenti partecipino attivamente ed assiduamente alle lezioni, alle esercitazioni assistite ed alle correzioni delle valutazioni in itinere e che rispettino pedissequamente le regole di sicurezza e condotta in laboratorio e le scadenze proposte dal docente per la consegna degli elaborati.

Prerequisiti

Si ritiene necessario che gli studenti posseggano le seguenti conoscenze preliminari:
• Concetti fondamentali di algebra elementare, uso di potenze e logaritmi, uso delle funzioni trigonometriche, metodi per la risoluzione di equazioni di primo e secondo grado,
• concetti di fisica elementare quali forza, velocità, energia, momento, grandezze scalari e vettoriali.

Contenuti

Modulo I (6 CFU - 48 ore):
-Introduzione alla Chimica e al metodo scientifico;
-La materia: gli stati di aggregazione, elementi e composti, sostanze pure e miscugli. Le trasformazioni fisiche e chimiche.
-Il modello atomico: le particelle subatomiche (elettroni, neutroni, protoni), il numero atomico, la massa atomica, gli isotopi.
-Stechiometria, la mole, calcoli di conversione massa mole.
-Configurazione elettronica e principio di Aufbau, principio di esclusione di Pauli, regola di Hund. Configurazione elettronica e proprietà periodiche.
-La tavola periodica: elementi, gruppi, periodi, regioni. -Nomenclatura convenzionale e IUPAC.
-Le reazioni chimiche, loro classificazione e bilanciamento. -Le soluzioni e le unità di misura della concentrazione.
-Il legame chimico: elettroni di valenza, formule di Lewis, Regola dell’ottetto e sue eccezioni.
-Legame ionico. Legame Covalente. Formule di struttura di Lewis, polarità di legame, elettronegatività, numero di ossidazione. Geometria molecolare. Ibridizzazione orbitalica.
- Le reazioni di ossido-riduzione ed il loro bilanciamento.
-Gli stati della materia: gas, liquidi e solidi. Forze intra- e inter-molecolari.
-L’ equilibrio Chimico e la legge di azione di massa. La costante di equilibrio, quoziente di reazione, Principio di Le Chatelier.
-Equilibrio Acido-base: definizione di acido e di base (Arrhenius, Bronsted-Lowry, Lewis), forza, reattività. -Equilibrio di autoionizzazione dell'acqua, pH e pOH.
-Equilibri di idrolisi dei sali e soluzioni tampone.
-Equilibri di solubilità: la Kps. Previsione della precipitazione di un sale ed effetto dello ione comune.
-Equilibri ossido-riduttivi e bilanciamento delle reazioni red-ox.
-Serie Elettrochimica.
-Celle elettrochimiche ed elettrolitiche ed equazione di Nernst.

Modulo II (Laboratorio) (4 CFU - 48 ore):

Introduzione al laboratorio. Norme e dotazioni di sicurezza; attrezzatura e vetreria per laboratorio: uso, pulizia e manutenzione. Misure di volume (vetreria graduata e tarata, prelievo, portata a volume); misure di massa (tipi di bilance, tara). Agitatori magnetici.

Unità di misura e conversioni (S.I.) e trattamento dei dati. Cifre significative, incertezza sperimentale, errore, accuratezza e precisione.
Soluzioni, Solubilità. Unità di misura delle concentrazioni. Solubilità e miscibilità, fattori che influenzano la solubilità.
Esperienze su: Previsione di reazioni di metatesi; Preparazione di soluzioni; Calcolo e determinazione del pH di soluzioni acquose; Titolazioni; Misura strumentale del pH; Equilibrio di precipitazione; Serie elettrochimica.

Metodi Didattici

Il corso consiste in lezioni frontali (48 ore), svolgimento esercitazioni e attività pratica di laboratorio (6-7 esperimenti pianificati) (48 ore). Il corso è svolto in maniera integrata da due docenti che affronteranno specifici argomenti del programma mediante il triplice approccio descritto: descrizione teoria, attività di laboratorio, esercitazioni numeriche.
Gli studenti sono supportati da attività di tutorato.
Durante il corso verranno impiegati strumenti multimediali (computer, proiettore, film e simulazioni animate), tradizionale (lavagna) e apprendimento partecipativo.
Le docenti ricevono gli studenti dopo le ore di lezione e su appuntamento.
Si fa presente che per l’a.a. 2020-21, in riferimento alle “Modalità di erogazione della didattica A.A. 2020/2021”, pag. 12 del Manifesto Generale degli Studi si stabilisce che “La didattica verrà erogata contemporaneamente sia in presenza sia online, delineando dunque una didattica mista che possa essere fruita nelle aule universitarie ma al contempo anche a distanza. Sarà lo studente all’inizio del semestre ad optare per la didattica in presenza o a distanza, la scelta sarà vincolante per l’intero semestre. Qualora il numero degli studenti superi la capienza delle aule, determinata sulla base disposizioni governative in materia sanitaria ai fini del contrasto alla pandemia da Covid-19, l’accesso alle strutture didattiche sarà regolato attraverso un sistema di turnazione che sarà comunicato a tempo debito agli studenti interessati”. Per ciò che riguarda le attività laboratoriali si precisa che sulla base delle condizioni di contesto legate alla pandemia Covid-19, potranno essere previste turnazioni e/o attività sostitutive on-line.

Verifica dell'apprendimento

L'esame consta di una prova scritta e di un colloquio. Verranno tenute in considerazione, inoltre, le relazioni prodotte dallo studente sulle esperienze di laboratorio.
L'iscrizione all'esame si effettua on-line (piattaforma ESSE3), almeno 3 giorni prima della data dell'esame.

La prova scritta si basa su una serie di esercizi sugli argomenti indicati nel programma del corso.
La prova orale è riservata agli studenti che hanno superato la prova scritta con giudizio positivo.

Il voto finale tiene conto di:
Qualità delle conoscenze, abilità, competenze possedute e/o manifestate:
appropriatezza, correttezza e congruenza delle conoscenze, abilità e competenze.

Modalità espositiva:
a) Capacità espressiva;
b) Utilizzo appropriato del linguaggio specifico della disciplina;
c) Capacità logiche e consequenzialità nel raccordo dei contenuti;
e) Capacità di collegare differenti argomenti trovando i punti comuni e istituire un disegno generale coerente, ossia curando struttura, organizzazione e connessioni logiche del discorso espositivo;
f) Capacità di sintesi anche mediante l'uso del simbolismo proprio della materia e l'espressione grafica di nozioni e concetti, sotto forma per esempio di formule, schemi, equazioni.

Di conseguenza, il giudizio può essere:

a) Sufficiente (da 18 a 20/30)
Il candidato dimostra poche nozioni acquisite, livello superficiale, molte lacune. Capacità espressive modeste, ma comunque sufficienti a sostenere un dialogo coerente; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di livello elementare; scarsa capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piuttosto stentata; scarsa interazione con il docente durate il colloquio.
b) Discreto (da 21 a 23)
Il candidato dimostra discreta acquisizione di nozioni, ma scarso approfondimento, poche lacune; capacità espressive piú che sufficienti a sostenere un dialogo coerente; accettabile padronanza del linguaggio scientifico; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di moderata complessità; più che sufficiente capacità di sintesi e capacità di espressione grafica accettabile.
c) Buono (da 24 a 26)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni piuttosto ampio, moderato approfondimento, con piccole lacune; soddisfacenti capacità espressive e significativa padronanza del linguaggio scientifico; capacità dialogica e spirito critico ben rilevabili; buona capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piú che accettabile.
d) Ottimo (da 27 a 29)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso, ben approfondito, con lacune marginali; notevoli capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; notevole capacità dialogica, buona competenza e rilevante attitudine alla sintesi logica; elevate capacità di sintesi e di espressione grafica.
e) Eccellente (30)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso e approfondito, eventuali lacune irrilevanti; elevate capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; ottima capacità dialogica, spiccata attitudine a effettuare collegamenti tra argomenti diversi; ottima capacità di sintesi e grande dimestichezza con l’espressione grafica.
La lode si attribuisce a candidati nettamente sopra la media, e i cui eventuali limiti nozionistici, espressivi, concettuali, logici risultino nel complesso del tutto irrilevanti.

Testi

Modulo di teoria (e esercizi)
-Petrucci, Herring, Madura, Bissonnette, Chimica Generale – Principi ed Applicazioni Moderne, 11 edizione, PICCIN
-Peter Atkins, Loretta Jones, Leroy Laverman Principi di chimica, Quarta edizione, Zanichelli
-H. Stephen Stoker, Principi di Chimica, EdiSes
- J. C. Kotz, P. M. Treichel, J. R. Townsend, D. A. Treichel, Chimica, EdiSes

Modulo di laboratorio e stechiometria
-Laboratorio di Chimica, M. Consiglio, V. Frenna, S. Orecchio; EdiSES.
- Ivano Bertini, Claudio Luchinat, Fabrizio Mani, Enrico Ravera, Stechiometria - Un avvio allo studio della chimica, Sesta edizione, Zanichelli

Altre Informazioni

Sono messi a disposizione degli studenti le slides delle lezioni, esercitazioni numeriche rappresentative dei compiti d’esame e quelle svolte coi tutor.

Questionario e social

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