CHIMICA INDUSTRIALE 1
PRESENTAZIONE
Nel corso sono richiamati principali concetti di termodinamica utilizzati nella Chimica Industriale e sono descritte le principali sintesi inorganiche e i processi chimici industriali (sintesi dell'ammoniaca, dell'acido nitrico, dell'acido solforico, processo Solvay (sintesi del Carbonato di Sodio), cristallizzazione industriale).
OBIETTIVI E CONTENUTI
OBIETTIVI FORMATIVI
Il Corso si prefigge di introdurre i fondamenti della chimica industriale fornendo le basi teoriche e gli strumenti culturali per affrontare gli aspetti chimico-fisici applicati e operativi attraverso cui viene definito un processo tecnologico della chimica industriale
OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO
Capacità di utilizzare gli strumenti e le funzioni della termodinamica chimica per i sistemi reali (potenziali termodinamici, fugacità, attività, potenziale chimico, tensione di vapore, fattore di comprimibilità, metodo dei contributi di gruppo, calori molari). Fondamenti di cinetica.
Applicazioni di tali concetti alle sintesi di ammoniaca, acido solforico, acido nitrico, carbonato di calcio e alla cristallizzazione industriale.
Descrizione dei suddetti processi sia per gli aspetti termodinamici che cinetici ed impiantistici.
PREREQUISITI
Principi base di termodinamica e cinetica chimica, nozioni generali di chimica di base
Modalità didattiche
Lezione tradizionale erogata mediante presentazioni powerpoint. Sono disponibili su AulaWeb gli appunti integrali del docente. Inoltre, è importante fare riferimento al testo “Principi della Chimica Industriale 1” di G. Natta e I. Pasquon (disponibile liberamente su www.giulionatta.it ).
PROGRAMMA/CONTENUTO
PARTE 1: RICHIAMI DI TERMODINAMICA
Sistemi in evoluzione e all’equilibrio
Calore non compensato
Creazione di entropia e velocità di reazione
Entalpia libera e potenziale chimico
Equazione fondamentale della termodinamica chimica
Equazione di Gibbs-Duhem
Fugacità e attività
Stati di riferimento
Soluzioni ideali e reali
leggi di Henry e Raoult
Costante di equilibrio
Entalpia libera, entalpia ed entropia standard di formazione dei composti
Reazioni termodinamicamente favorite e sfavorite
Stabilità termodinamica dei composti rispetto agli elementi
Tensioni standard di ossidazione – serie elettrochimica
Influenza di T sulle grandezze termodinamiche.
PREVISIONE DI GRANDEZZE FISICHE E TERMODINAMICHE DI GAS IDEALI, DI LIQUIDI PURI, DI SOLIDI E DI ELETTROLITI.
Il metodo dei contributi di gruppo per il calcolo delle entalpie libere standard di sostanze allo stato gassoso e condensato
Calori molari di gas ideali puri, dei liquidi e dei solidi
Calore latente di vaporizzazione dei liquidi
APPLICAZIONE DELLE ENTALPIE LIBERE DI FORMAZIONE E DELLE ENERGIE DI DISSOCIAZIONE DEI LEGAMI ALLO STUDIO DI RELAZIONI CHIMICHE.
Calcolo della resa di equilibrio termodinamico
Diagramma di Francis – stabilità relativa degli idrocarburi
Stabilità relativa di radicali e ioni
Caratteristiche termodinamiche di alcune reazioni chimiche. Effetto di T e p.
Il gas di sintesi
PROPRIETÀ DEI GAS REALI E DI LIQUIDI PURI, EQUILIBRI CHIMICI E CALORI DI REAZIONE IN SISTEMI GASSOSI REALI.
Equazioni di stato di gas reali allo stato puro
Legge degli stati corrispondenti
Densità dei liquidi puri
Coefficienti di fugacità
Valutazione delle proprietà termodinamiche per sistemi gassosi non ideali
Leggi di Amagat, Dalton e delle condizioni pseudocritiche
Esempi
EQUILIBRI CHIMICI E CALORI DI REAZIONE IN SISTEMI CONDENSATI.
Calori integrali di soluzione e cenni alle proprietà delle soluzioni
Calori di reazione nei sistemi liquidi
Esempi di equilibri chimici in sistemi condensati.
PARTE 2: PROCESSI INDUSTRIALI SI SINTESI e CRISTALLIZZAZIONE INDUSTRIALE
CENNI ALLA COSTRUZIONE E GESTIONE DELL’IMPIANTO
APPLICAZIONE DEI PRINCIPI TERMODINAMICI E CINETICI NELLA DESCRIZIONE DI IMPORTANTI PROCESSI INDUSTRIALI - STRUTTURA DEGLI IMPIANTI
Sintesi dell’ammoniaca
Sintesi dell’acido solforico
Sintesi dell’acido nitrico
Il processo Solvay per la produzione del carbonato di sodio
Cristallizzazione industriale
TESTI/BIBLIOGRAFIA
- G. Natta, I. Pasquon, Principi della Chimica Industriale, Vol. 1, Città Studi, Milano (1993)
http://www.giulionatta.it/pdf/pubblicazioni/00537.pdf
Questo testo è il riferimento per la prima parte del corso. Per quanto non espressamento riportato nel vol. 1 del libro di G. Natta, sono disponibili gli appunti del docente (su Aula Web)
Per la parte relativa ai richiami di termodinamica, possono inoltre essere consultati:
- G. Natta, I. Pasquon, P. Centola, Principi della Chimica Industriale, Vol. 2, CLUP, Milano (1978)
http://www.giulionatta.it/pdf/pubblicazioni/00615.pdf
- H.S. Fogler, Elements of chemical reaction engineering 2nd ed., Prentice-Hall International Editions, New Jersey, 1992.
- E.W. Comings, High Pressure Technology, McGraw-Hill, New York (1956). Cap. 8 e 12.
- S. Carrà, Introduzione alla Termodinamica Chimica, Zanichelli, Bologna (1972). Paragrafi vari.
Per la parte relativa ai processi industriali sono disponibili gli appunti del docente. Possono inoltre essere consultati:
- E. Mariani “Chimica Applicata Industriale 1”, UTET, Torino, 1972. Paragrafi vari.
- A. Girelli, L. Matteoli, F. Parisi “Trattato di Chimica Industriale e Applicata 1”, Zanichelli, Bologna, 1969. Paragrafi vari.
- C.A. Vancini “La Sintesi dell’Ammoniaca”, Ulrico Hoepli, Milano, 1961. Paragrafi vari.
DOCENTI E COMMISSIONI
Ricevimento: Tutti i giorni, previo appuntamento. e-mail: davide.comoretto@unige.it Telefono 010-3538736 - 8744; +39-3358046559. Contatto diretto in ufficio/laboratorio (DCCI, studio n. 803, laboratorio, stanza 124)
Commissione d'esame
DAVIDE COMORETTO (Presidente)
PAOLA LOVA
MAILA CASTELLANO (Presidente Supplente)
MARINA ALLOISIO (Supplente)
LEZIONI
Modalità didattiche
Lezione tradizionale erogata mediante presentazioni powerpoint. Sono disponibili su AulaWeb gli appunti integrali del docente. Inoltre, è importante fare riferimento al testo “Principi della Chimica Industriale 1” di G. Natta e I. Pasquon (disponibile liberamente su www.giulionatta.it ).
INIZIO LEZIONI
VISTA L'EMERGENZA COVID E LE MISURE RELATIVE ALLO SVOLGIMENTO DELLA DIDATTICA IN FASE 3 EMANATE DALL'ATENEO, CONSIDERATO CHE NON E' POSSIBILE DEFINIRE ORA CON PRECISIONE GLI ORARI DELLE LEZIONI, SI INVITANO GLI STUDENTI A VISITARE FREQUENTEMENTE I SITI https://corsi.unige.it/9020/p/studenti-orario
https://chimica.unige.it/node/390 PER AVERE AGGIORNAMENTI SULL'ARGOMENTO
ESAMI
Modalità d'esame
Esame orale condotto da due docenti per una durata non inferiore a 30 minuti.
La prova orale consiste usualmente nella discussione di una sintesi industriale e di una parte dei principi di termodinamica chimica utilizzati per realizzare tale sintesi industriale. Lo studente deve dimostrare di aver compreso i fondamenti del problema e della sua implementazione industriale ed esporli con proprietà di linguaggio in maniera logica. Le due parti hanno ugual peso nella determinazione del voto finale.
Modalità di accertamento
Scopo della prova d'esame è la verifica da parte della commissione del conseguimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. In caso contrario, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente prima di sostenere nuovamente l’esame. Per garantire la corrispondenza tra gli argomenti dell'esame e gli obiettivi formativi dell’insegnamento, il programma dettagliato del corso viene caricato su AulaWeb ed illustrato all’inizio delle lezioni, in modo che gli studenti possano verificarne l'aderenza.
Calendario appelli
Data | Ora | Luogo | Tipologia | Note |
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17/06/2021 | 10:00 | GENOVA | Orale | |
01/07/2021 | 10:00 | GENOVA | Orale | |
23/07/2021 | 10:00 | GENOVA | Orale | |
17/09/2021 | 10:00 | GENOVA | Orale | |
08/10/2021 | 10:00 | GENOVA | Orale | |
24/01/2022 | 10:00 | GENOVA | Orale | |
18/02/2022 | 10:00 | GENOVA | Orale |
ALTRE INFORMAZIONI
Per qualsiasi ulteriore informazione, gli studenti sono invitati a contattare direttamente il docente via email (davide.comoretto@unige.it), telefono (010-3538736; 3358046559) o nel suo ufficio/laboratorio.