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Descrizione dell'insegnamento |
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Il corso di Chimica e Scienza dei Materiali s’inserisce nell’ambito dell’Ingegneria come un esame fondamentale per la comprensione della struttura della materia a livello microscopico per poter quindi prevederne i suoi comportamenti a livello macroscopico. Il corso si propone pertanto di fornire allo studente le basi necessarie per la comprensione e l’interpretazione di fenomeni chimici, della struttura, delle proprietà e delle trasformazioni della materia e del comportamento dei sistemi elettrochimici. |
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Prerequisiti |
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Per seguire con profitto il corso occorre conoscere le nozioni di base relative alle leggi generali della chimica, alla simbologia ed alla nomenclatura elementare, alla massa atomica e molecolare, al concetto di mole, al bilanciamento delle reazioni chimiche più semplici, ai numeri di ossidazione degli elementi. Si consiglia di aver sostenuto, o almeno seguito, i corsi di Analisi Matematica e Fisica. |
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Scopi |
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Al termine del corso lo studente avrà acquisito nozioni sulla costituzione della materia a livello microscopico e sull’origine molecolare di fenomeni fisici come passaggi di stato, conduzione elettrica e sulla natura di materiali polimerici. |
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Contenuti |
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Classificazione degli elementi e Struttura della materia. Numeri quantici, orbitali atomici e Molecolari. Configurazioni elettroniche degli elementi. Periodicità nelle proprietà chimiche e fisiche degli elementi. Legame chimico: ionico, covalente, dativo, metallico. Elettronegatività e polarità di legame. Forze intermolecolari. Stati della materia: stato solido, liquido e gassoso.
Struttura e proprietà dei solidi cristallini, celle elementari, la diffrazione dei raggi-X. Soluzioni solide interstiziali e sostituzionali. Sistemi reversibili ed equilibrio. Equilibri chimici omogenei ed eterogenei. Elementi di cinetica chimica e catalisi. Sistemi polifasici e diagrammi di stato.
Elettrochimica e sistemi di generazione dell’energia. Dissociazione elettrolitica. Conducibilità di soluzioni elettrolitiche. Prodotto ionico dell’acqua. Definizione di pH. Elettrolisi e leggi di Faraday. Celle elettrochimiche e pile voltaiche. Potenziali normali di ossido-riduzione. Forza elettromotrice di una pila. Elementi di corrosione e degrado dei materiali. Elementi di Chimica Organica, idrocarburi saturi, insaturi e aromatici. Principali gruppi funzionali della chimica organica. Reazioni di polimerizzazione per addizione e per condensazione. Proprietà chimiche e fisiche dei materiali polimerici. Interazione tra materia e ambiente. Acque per uso industriale: caratteristiche chimico-fisiche e purificazione. Diagrammi di fase binari. Materiali ceramici, refrattari e vetro. Cemento. |
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Testi |
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L. Calligaro, A. Mantovani, Fondamenti di chimica per Ingegneria, Libreria Editrice Cortina, Padova
W. F. Smith, J. Hashemi Scienza e tecnologia dei materiali 3/ed, Ed. MacGraw - Huill, 2008 |
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Esercitazioni |
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Per ogni videolezione saranno proposte domande sia a risposta multipla che aperta. Gli esercizi associati a ciascuna videolezione saranno valutati tenendo conto dell’esattezza delle risposte date e, per quanto riguarda le domande aperta, della completezza con cui l’argomento proposto è trattato. |
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Docente/Tutor Responsabile insegnamento |
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Pietro Calandra
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Docenti video |
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Elenco delle lezioni |
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