CHEMISTRY OF ENVIRONMENTAL TECHNOLOGIES

CHEMISTRY OF ENVIRONMENTAL TECHNOLOGIES

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Codice
97236
ANNO ACCADEMICO
2019/2020
CFU
5 cfu al 1° anno di 10720 ENVIRONMENTAL ENGINEERING (LM-35) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
CHIM/07
SEDE
GENOVA (ENVIRONMENTAL ENGINEERING )
periodo
2° Semestre
moduli
Questo insegnamento è un modulo di:
materiale didattico

PRESENTAZIONE

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Learn to describe, discuss and compare structure and properties of inorganic and organic chemicals (including polymers and biomolecules) involved in environmental and technological processes, with particular attention to atmospheric and water chemistry and pollution. Students will acquire skills and methods to deal with problems related to the chemicals reactivity and interactions.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte e lo studio individuale permetteranno allo studente di:

- descrivere strutture e proprietà degli elementi dei gruppi principali e dei composti di coordinazione

- identificare le classi principali di composti in chimica organica

- spiegare le proprietà chimiche degli stati della materia (solidi, liquidi e gas).

- analizzare la reattività chimica che caratterizza i composti inorganici e organici più comuni

- valutare le reazioni chimiche legate ai processi ambientali e agli inquinanti

- risolvere esercizi numerici su stechiometria di reazioni chimiche, equilibri chimici, soluzioni.

Modalità didattiche

Il corso prevede lezioni frontali in aula. Le lezioni frontali comprendono la presentazione di contenuti teorici ed esercitazioni numeriche finalizzate a favorire l’apprendimento e la discussione di specifici esempi di fenomeni chimici

PROGRAMMA/CONTENUTO

Fondamenti: richiamo del concetto di mole, reazione stechiometrica, composizione delle soluzioni. Equilibri chimici e costante di equilibrio. Equilibri acquosi, acidi e basi, pH delle soluzioni. Soluzioni miste e tamponi, equilibri di solubilità.

Cinetica chimica: velocità di reazione, effetto della temperatura, effetto dei catalizzatori.

Gli elementi: proprietà essenziali degli elementi dei gruppi principali. Idrogeno, elementi alcalini, alcalino terrosi, gruppo 13, gruppo 14 (carbonio e silicio), gruppo 15 (azoto e fosforo), gruppo 16 (ossigeno e zolfo), alogeni. Elementi del blocco-d e composti di coordinazione. Problemi ambientali e inquinanti più comuni in acqua e atmosfera. Chimica di NOx, SOx, ozono. Piogge acide. Gas a effetto serra.

Chimica organica. Ibridazione del carbonio e principali gruppi funzionali in chimica organica: nomenclatura IUPAC, struttura e proprietà. Idrocarburi (combustibili fossili e combustibili alternativi, IPA), composti con gruppi funzionali contenenti ossigeno (alcoli, eteri, aldeidi e chetoni, acidi carbossilici ed esteri), azoto (ammine e ammidi), alogeni (alogenoalcani, CFC). Composti organici contenenti P e S (cenni).

Principali reazioni in chimica organica. Meccanismi di reazione: omolisi ed eterolisi; sostituzione nucleofila al carbonio tetraedrico; sostituzione/addizione nucleofila a carbonio con legami multipli; reazioni di addizione e eliminazione elettrofila; sostituzione elettrofila aromatica.

Polimeri e (bio)macromolecole. Polimeri sintetici: polimerizzazione di addizione e condensazione, copolimeri. Proprietà. Reazioni nell'ambiente (combustione, biodegradazione, fotodegradazione, riciclaggio). Biomolecole: carboidrati, proteine, acidi nucleici, lipidi. Biomasse.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Gli appunti presi durante le lezioni e il materiale in aulaweb . I libri seguenti sono suggeriti come testi di appoggio e approfondimento (a scelta)

 - P.Atkins, L.Jones, Chemical Principles-The quest of insight, Freeman and Co. eds,

-  R.H.Petrucci, W.S.Harwood, F.G.Herring, General Chemistry: Principles and Modern applications, Pearson ed.

(chimica generale e inorganica, basi di chimica organica);

- J.C.Smith, Organic Chemistry, McGraw-Hill Education (chimica organica).

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Su appuntamento, da fissare con mail a: Elisabetta.Finocchio@unige.it  oppure per telefono: 010.3352919  

LEZIONI

Modalità didattiche

Il corso prevede lezioni frontali in aula. Le lezioni frontali comprendono la presentazione di contenuti teorici ed esercitazioni numeriche finalizzate a favorire l’apprendimento e la discussione di specifici esempi di fenomeni chimici

INIZIO LEZIONI

 secondo semestre (vedi calendario Scuola Politecnica)

ESAMI

Modalità d'esame

L’esame si compone di una prova scritta che comprende sia esercizi che domande teoriche con orale facoltativo. Saranno disponibili 3 appelli di esame per la sessione ‘invernale’ (gennaio, febbraio e durante la pausa didattica prevista dalla Scuola Politenica a Pasqua) e 3 appelli per la sessione ‘estiva’ (giugno, luglio, settembre e durante la pausa autunnale prevista dalla Scuola Politecnica). I risultati degli esami scritti saranno pubblicati sul sito aulaweb del corso.

Modalità di accertamento

L’esame scritto consiste nel risolvere con metodologia e strumenti chimici problemi riguardanti le reazioni chimiche (reazioni inorganiche e organiche), equilibri chimici e soluzioni. Lo studente dovrà inoltre rispondere a brevi domande teoriche riguardanti gli elementi dei gruppi principali, i composti di coordinazione, struttura, reattività e proprietà dei composti organici, gli inquinanti dell’ambiente. Durante la prova orale verrà discussa la prova scritta e sarà valutata la capacità dello studente di analizzare e interpretare le principali reazioni in chimica organica, le strutture e le trasformazioni delle macromolecole e la capacità di ragionare in modo critico.