Course Syllabus
Obiettivi
Obiettivi generali
Il corso si propone di avviare gli studenti alla sperimentazione chimica di laboratorio mediante l'apprendimento della stechiometria e l'esecuzione di esperienze che siano complementari all’insegnamento di Chimica Generale. L’obiettivo è inoltre di fornire allo studente le elementari norme di sicurezza da rispettare in un laboratorio chimico, le basilari tecniche di sintesi e di analisi per via umida.
Conoscenze e capacità di comprensione
Lo studente, al termine del corso, dovrà conoscere i principi base della stechiometria e delle reazioni chimiche dei composti inorganici. Inoltre, dovrà conoscere l’impiego della dotazione/strumentazione base di un laboratorio chimico e le elementari norme di sicurezza da rispettare.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Al termine del corso lo studente è in grado di:
· risolvere in modo adeguato semplici problemi di stechiometria
· effettuare semplici esperimenti di laboratorio di chimica
Autonomia di giudizio
Lo studente dovrà essere in grado di:
· scegliere la metodologia di calcolo più adeguato per lo studio del sistema di interesse
· individuare i composti e le modalità più appropriate per semplici reazioni chimiche da effettuare.
Abilità comunicative
Lo studente alla fine del corso dovrà essere in grado di descrivere gli argomenti affrontati con proprietà di linguaggio
Capacità di apprendere
Lo studente dovrà essere in grado di affrontare i problemi, argomenti ed esperimenti più complessi che verranno presentati nei successivi insegnamenti.
Contenuti sintetici
Il corso è articolato in una Parte Teorica comprende il richiamo delle nozioni fondamentali di chimica e la spiegazione della teoria necessaria alla piena comprensione delle Esperienze che verranno svolte in laboratorio. Completerà la preparazione dello studente l’esecuzione parallela di esperienze pratiche atte ad insegnare le principali tecniche di laboratorio, che verranno eseguite dagli studenti singolarmente o in gruppi.
Programma esteso
Parte Teorica: Elementi, atomi e ioni, Massa atomica, Sistema periodico, Numero di ossidazione. Molecole, Massa molecolare, Mole, Formule minime e Formule molecolari, Composizione percentuale dei composti. Bilanciamento delle equazioni chimiche. Concentrazione delle soluzioni, Miscelazione e diluizione delle soluzioni, Analisi volumetrica. Introduzione all’equilibrio chimico. Costante di equilibrio. Equilibri di dissociazione e di formazione. Acidi e basi, Prodotto ionico dell’acqua, pH e pOH, Acidi e basi forti, Acidi e basi deboli. Il pH nelle soluzioni saline (Equilibri di idrolisi). Soluzioni tampone. Equilibri di solubilità, Solubilità in funzione del pH.
Esperienze di laboratorio: Agente limitante, Sintesi e reattività di composti inorganici (perborato e allume), Reazioni di ossido-riduzione (ciclo del rame), prodotto di solubilità, introduzione all’analisi volumetrica (titolazioni acido-base), reazioni di precipitazione/separazione e identificazione (analisi qualitativa) di cationi; preparazione di materiali applicabili a dispositivi elettronici
Prerequisiti
Sono richieste le conoscenze di base del calcolo numerico e algebrico, uso di logaritmi ed esponenziali, sistema di misura e unità SI, numeri decimali e in formato scientifico. Tutti gli studenti devono completare il corso di sicurezza obbligatorio per partecipare al corso.
Modalità didattica
Il Laboratorio di Chimica Generale prevede 3 CFU di esercitazioni in aula in lingua italiana e 3 CFU di esercitazioni in laboratorio. Le esperienze di laboratorio, individuali o a coppie, sono precedute da brevi lezioni frontali esplicative in lingua italiana con l'ausilio di presentazioni (power point) o alla lavagna.
La frequenza del Laboratorio è obbligatoria.
Il laboratorio didattico inizierà alla fine di ottobre 2021. Le esperienze potranno essere condotte in modalità mista: parziale presenza e lezioni videoregistrate asincrone.
Materiale didattico
Dispense e indicazioni fornite dal docente sulla piattaforma e-learning
Testo utilizzabile: Michelin Lausarot, G.A. Vaglio, Stechiometria per la chimica generale, Piccin
Periodo di erogazione dell'insegnamento
primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
La verifica del profitto relativa ai 3 CFU di esercitazioni è effettuata attraverso due compitini o un compito scritto costituito da esercizi relativi agli argomenti del programma effettuato in aula. Ciò servirà a verificare il corretto apprendimento delle basi della stechiometria. La valutazione della prova è espressa in trentesimi con eventuale lode.
L’esame sarà, come sempre, costituito dalla prova scritta relativa al corso di Laboratorio di Chimica Generale. La prova scritta sarà costituita esclusivamente da 6-7 esercizi e avrà una durata massima di 2h30 min.
Nel caso dei compitini, lo schema sarà simile, ma lo scritto avrà durata 2h e con 4-5 esercizi.
La verifica
del profitto relativa ai 3 CFU di laboratorio comprende: la frequenza del Laboratorio
(almeno 7 su 9 esperienze); la valutazione delle relazioni di laboratorio per
ogni esperienza, comprendente grafica, risultati numerici e commenti (sia
in formato cartaceo che caricati in e-learning) con votazione da 0 a 5. Ciò servirà a verificare il corretto apprendimento della principali reattività dei sistemi inorganici.
La valutazione delle relazioni, espressa in trentesimi con eventuale lode, incrementerà il voto dello scritto di 0-3 punti, secondo queste indicazioni:
• Relazioni con valutazione 27-30: +3 punti sulla media dei compitini o dello scritto totale
• Relazioni con valutazione 23-26: +2 punti sulla media dei compitini o dello scritto totale
• Relazioni con valutazione 18-22: +1 punti sulla media dei compitini o dello scritto totale
La valutazione complessiva concorrerà a stabilire il voto finale dell’esame di Chimica Generale.
Orario di ricevimento
In qualsiasi giorno, su appuntamento
Aims
General objectives
The course allows students to gain familiarity with laboratory techniques and apparatus, and to apply their knowledge of concepts from General Chemistry course in an actual laboratory situation. The course will also give the basic principles and procedures of laboratory safety.
Knowledge and understanding.
Students, by the end of the course, will learn the basic principles of stoichiometry and of the chemical reactions of inorganic compounds. Moreover, students will learn to know and exploit general chemistry lab equipment and glassware as well as the basic safety rules.
Applying knowledge and understanding.
By the end of the course, students will be able to solve simple problems of stoichiometry and to perform simple chemistry lab experiments.
Making judgments.
By the end of the course, students will become able to choose the methodology to study the chemistry of a selected system and to individuate proper compounds and techniques to carry out simple chemical reactions.
Communication skills.
By the end of the course, students will be able to describe the arguments of the course and to participate in stimulating discussions.
Learning skills.
By the end of the course, students will have developed the ability to solve and face with more complex exercises, arguments and experiments.
Contents
The course is designed in order to recall the basic principles of general chemistry necessary for the understanding of the lab experiments. These practical experiments will be devoted to the learning of the main chemistry lab techniques and will be performed by the student individually or in small groups.
Detailed program
Stoichiometry: Elements, atoms, ions, atomic mass, Periodic system, oxidation number. Molecules, Molecular Mass, Moles, Empirical Formulas and Molecular Formulas, Percent composition of compounds. Balance of chemical eqations. Concentration of a solution, Mixing and dilution, Volumetric Analysis, Equilibrium and equilibrium constant. Dissociation and formation equilibria. Acid and bases, Ionic product of water, pH and pOH, strong and weak acid and bases. pH of the saline solutions. Buffer solutions. Solubility and solubility equilibria, solubility and pH.
Laboratory experiments: Limiting agent, Synthesis and reactivity of inorganic compounds (perborate, alum), redox reactions (copper cycle), solubility , introduction to volumetric analysis (acid-base titrations), precipitation / separation and identification of cations (qualitative analysis), synthesis of materials applicable to electronic devices.
Prerequisites
Algebraic calculations, SI units, knowledge of logarithmic and exponential functions, numbers in decimal and scientific notation, are required. All students must complete mandatory safety training to participate in the course.
Teaching form
The Laboratory of General Chemistry involve 3 CFU of in-class exercises in Italian language and 3 CFU of individual or in couple laboratory experiences in chemistry lab, preceded by brief explanatory lectures in Italian language with the help of slide presentation (power point) or blackboard explanation.
The attendance of the Laboratory is compulsory.
Students lab will start at the end of October 2021. The lab experiments could be performed both in lab and in remote way.
Textbook and teaching resource
Materials to be downloaded from e-learning
Useful text book : Michelin Lausarot, G.A. Vaglio, Stechiometria per la chimica generale, Piccin
Semester
first semester
Assessment method
The evaluation of the 3 CFU related to the in-class exercises will be assessed by two tests during the semester or a global test at the end of the semester, both constituted of exercises connected to the arguments of the lessons. This will help to assess the effective learning by the students of the main principles of chemical stoichiometry.
The exam will be constituted by 6-7 exercises for a maximum duration of 2h 30 min.
In the case of the two tests carried out during the semester, the scheme will be similar, with 4-5 exercises for a maximum duration of 2h.
The
assessment, regarding the 3 CFU of Lab activity, is composed by two aspects:
the attendance to the Lab (at least 7/9 of the experiments), the evaluation of
the reports, including graphics, numerical results and comments (either in
printed format or uploaded in the e-learning page, marks in the 0-5 range). This will help to assess the effective learning by the students of the main principles of the chemical reactivity of inorganic compounds.
The evaluation of the lab reports will increment the final mark of the written part according to these indications:
• Reports with marks 27-30: +3 to the average mark of the two tests or to the mark of the global test
• Reports with marks 23-26: +2 to the average mark of the two tests or to the mark of the global test
• Reports with marks 18-22: +1 to the average mark of the two tests or to the mark of the global test
Lab activity concur to assess the unique mark of the complete course of General Chemistry.
Office hours
Any time, to be fixed by phone or e-mail