Chimica Generale ed Inorganica e Laboratorio di Chimica by g3WHbPhm

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									FACOLTÀ                                            Farmacia
ANNO ACCADEMICO                                    2010/2011
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE A                       Farmacia
CICLO UNICO                                        (cod. 286)
INSEGNAMENTO                                       Chimica generale ed inorganica e Laboratorio di
                                                   chimica
TIPO DI ATTIVITÀ                                   Base
AMBITO DISCIPLINARE                                Discipline chimiche
CODICE INSEGNAMENTO                                15173
ARTICOLAZIONE IN MODULI                            no
NUMERO MODULI
SETTORI SCIENTIFICO DISCIPLINARI                   CHIM/03
DOCENTE RESPONSABILE                               Giancarlo Stocco
                                                   Professore Ordinario
                                                   Università di Palermo
CFU                                                12
NUMERO DI ORE RISERVATE ALLO                       210
STUDIO PERSONALE
NUMERO DI ORE RISERVATE ALLE                       90
ATTIVITÀ DIDATTICHE ASSISTITE
PROPEDEUTICITÀ                                     NESSUNA
ANNO DI CORSO                                      primo
SEDE DI SVOLGIMENTO DELLE                          Consultare il calendario didattico sul sito web
LEZIONI                                            del CdL (opp CdF)
ORGANIZZAZIONE DELLA DIDATTICA                     Lezioni frontali, Esercitazioni numerica in aula
                                                   e esercitazioni con esperimenti di laboratorio in
                                                   aula.
MODALITÀ DI FREQUENZA                              Facoltativa
METODI DI VALUTAZIONE                              Verifiche in itinere, Prova Scritta e Orale
TIPO DI VALUTAZIONE                                Voto in trentesimi
PERIODO DELLE LEZIONI                              Consultare il calendario didattico sul sito web
                                                   del CdL (opp CdF)
CALENDARIO DELLE ATTIVITÀ                          Consultare il calendario didattico sul sito web
DIDATTICHE                                         del CdL (opp CdF)
ORARIO DI RICEVIMENTO DEGLI                        Prof. Giancarlo Stocco Martedì-giovedì 9-10
STUDENTI

RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
Conoscenza e capacità di comprensione
Il corso ha la funzione di fornire allo studente la conoscenza dei principi di base da applicare per
uno studio approfondito delle materie di carattere chimico successivamente svolte e che potranno
essere utili anche nella pratica di laboratorio. Lo studente riceverà indicazioni sul percorso da
seguire per risolvere problemi dal punto di vista teorico.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Capacità di riconocere,ed applicare autonomamente, le metodologie necessarie per lo studio anche
quantitativo delle reazioni chimiche.
Autonomia di giudizio
Essere in grado di valutare le applicazioni in campo teorico ed analitico degli argomenti trattati.
Abilità comunicative
Capacità di esporre i risultati degli studi anche ad un pubblico non esperto. Essere in grado di
illustrare l’importanza ed evidenziare il ruolo della chimica nell’ambito non solo farmaceutico ma
sociale.
Capacità d’apprendimento
Capacità di aggiornamento con la consultazione delle pubblicazioni scientifiche concernenti i
principi basilari della chimica e le loro applicazioni in campo biochimico e farmaceutico.

OBIETTIVI FORMATIVI DEL CORSO “CHIMICA GENERALE ED INORGANICA”
Classificazione periodica degli elementi. Reazioni chimiche. Equilibri chimici. Proprietà
colligative delle soluzioni. Principi di termodinamica e cinetica chimica con riferimento ai sistemi
biologici.
OBIETTIVI FORMATIVI DI LABORATORIO DI CHIMICA
Il corso ha la funzione di fornire allo studente la conoscenza dei principi di base per affrontare uno
studio approfondito delle tecniche analitiche, che potranno essergli utili anche nella pratica di
laboratorio. Lo studente riceverà indicazioni sul percorso da seguire per risolvere problemi dal
punto di vista teorico.

CORSO                      CHIMICA GENERALE ED INORGANICA E LABORATORIO DI CHIMICA
ORE FRONTALI                                                    LEZIONI FRONTALI
       4              Obiettivi ed organizzazione del corso. Le due anime di Farmacia: Chimica e Biologia
       5              Nomenclatura dei composti e reazioni chimiche
       6              La M a t er ia – La str utt ura de l l’a to mo : St ati d i a g gr e gaz io ne d ell a
                      Mat er ia . Si s te mi c h i mi ci o mo g e ne i ed e tero g en ei. E le me n ti e co mp o st i
                      ch i mi ci. P ar tic el le ato mi c he e le me n tar i: Ele tt ro ne , P ro to n e, Ne u tro ne.
                      Ato mi , io n i. N uc lid i, iso to p ia. N u mero a t o mico , n u mero d i ma s sa,
                      ab b o nd a nza i so t o p ic a, s i mb o l i, Ma s sa ato mi ca , u ni tà d i ma s sa ato mic a, il
                      gr a m mo a to mo , i l n u m ero d i Avo gad ro , la mo l e. Sp et tri a to mi c i e
                      sp e ttr o sco p ia o t ti ca. N at ura ed e n er gi a d el la rad ia zio ne . Q ua n tiz zaz i o ne
                      d ell ’ e ner g ia. N u me ri q u an ti ci. T ran si zio n i e le tt ro n ic he ed i nt e rp ret az io ne
                      d eg li sp r et ti a to mic i. D ual i s mo o nd a - co rp u sc o lo . La na t ura o nd ula t o ria
                      d ell ’ el et tr o ne. P r i nc ip io d i i nd e ter mi n az io ne. Mo d el lo q u a nt i st ico
                      d ell ’ ato mo d i id r o ge n o . L’eq u az io ne d ’o nd a . Orb it al i ato mi ci . At o mi
                         cid o So l f id r ico . Sp i n d el l ’el et tro n e, p ri nc i p io d i es cl u s io ne d i P a ul i.
                      Re go le d i H u nd . Co n fi g ura zio n e el et tro ni ca d e g li e le me n ti e s u a no ta zio ne.
                      Sp i n N u cle ar e e R is o na nz a Ma g ne ti ca N uc lear e (ce n n i). S is te ma p e rio d ico
                      d eg li e le me n ti. D e fi n iz i o ne e d i sc u s sio ne d i a l cu n e p ro p r ie tà p erio d ic h e :
                      en er gi a d i io ni zza zio ne e a ffi n it à e le ttro n ica.
        10            Il Leg a me ch i mico : M o leco le. Ag g re ga ti mo l eco la ri. Ce n n i d i C h i m ica
                      So p r a mo leco lar e. Fo r m ul e mo l eco lari , p e so fo r mu l a. Ma ss a mo l are.
                      Mo d el lo io n ico p er i l le ga me i n so lid i io nic i. E ner g ia r et ico lare d i c ri st all i
                      io n ic i. La r e go la d el l ’o tte tto ne l le ga me io ni co . T eo ria d el le g a me d i
                      va le nz a. I l Le ga me c o va le n te co me co mp ar tec ip az io ne d i el et tro n i e
                      so vr ap p o si zio n e d i o rb i t ali. Le g a mi σ e π l a re g o la d ell ’o t tet to n el le g a me
                      co v ale n te. Le g a me co va le n te p o lare . E let tro ne g at i vi tà. Fo r ma zio n e d i
                      le ga mi d a to r e - acc et to re (le g a me d at i vo ). Fo r mu l e d i st r utt u ra ( le wis) .
                      Geo me tr i a mo leco lar e (V SEP R ). I so me ri d i str u tt ur a e geo me tr ici.
                      Ste r eo i so me r i a e at ti v ità o tt ica. P o l ari tà d e lle mo leco le. N u mero d i
                      o s sid a zio ne , r e az io ni d i o ss id o -r id uzio n e. Me to d o a l geb r ico e me to d o
                      io n ico - el et tr o nico . E ne rg ia d i le ga me , d i st a n ze d i l e ga me , o rd i ne d i
                      le ga me , Gl i o r b it al i ib ri d i ne ll a T eo ri a d e l Le g a me d i Va le nz a. R iso n a nz a
                      ( o me so mer ia) n el la T eo ria d i Le ga me d i V ale nz a. Di sc u s s io n e d e lla
                      geo me tr ia e d el la str ut t ura ele tt ro nic a d i se mp li ci mo leco le o io n i
                      q ua li :D ib o r a no , io n e      cid o So l fi, Alca n i, Al c he n i, Al c hi n i, B e nze n e e
                      Ar e ni , P r o f i na, I o n e Acet il uro , Mo no ss id o e B io s sid o d i Carb o n io , I o ne
                      Car b o n ato , e B ic arb o n ato , A m mo ni aca, Id raz in a, Id ro s si la m mi n a, I o ne
                      Azid e, So d io A m mid e, Os s id i e Ac id i O s si g e na ti d i Azo to , fo s fi n a, O s sid i
                      e Acid i O s si ge n at i d i F o s fo ro . Co mp o st i alo ge n ati d i Fo s fo ro , Co mp o st i d i
                      Os s i ge no ; Os s id i, Acid i O ss i ge na ti e P ero s so acid i d i Zo l fo , T io aci d i,
                         cid o S o l f id r i co , So l fur i, d i so l furi, e P o l iso l furi , O s sid i e Ac id i
     Os s i ge na ti d e gli Alo g en at i, Co mp o st i i n tera lo g e ni ci. A m mi n o ac id i e
     P ep tic i. I l l e ga me s eco nd o la t eo ri a d e ll ’o rb it ale Mo le co l are. O. M. d i
     le ga me e a nt il e ga me i n mo l eco le b i ato mi c he o mo n uc lea ri. I l ca so d i
     Os s i ge no e d e lla mo l eco le d i B e nz e ne. Fo r ze a tt ratt i ve i nt er mo l eco lar i c o n
     p ar ti co l ar e r i f er i me n to al le ga me d i Id ro g e n o . Ri le va n za b io lo gi ca d el
     le ga me I d r o ge no i n A m mi no acid i, P p t id i e D N A. Fa r maco fo ri e
     r ico no sci me nto mo l eco l are.
10   E qu il ib ri o C h i mi co I: Re ver s ib i li tà d el le re azio n i c hi mi c he . Eq u il ib ri
     o mo ge n ei ed eter o g e ne i . Ap p l ic azio n e d e ll a l e g ge d i az io ne d i ma s sa e
     co s ta nt e d i eq ui lib rio . La co s ta n te d i eq u il ib ri o p er la reaz io ne d i ret t a e
     in v er sa. La r isp o s ta d ell ’eq ui lib r io al le p e rt ur b az io ni : Il p ri n cip io
     d ell ’ eq ui lib r io mo b il e ( le C h ’a te li er). Eq ui lib r i i n fas e ga s so sa. Eq ui li b ri
     in so l uzio n e. T eo r ia d i B ro n sted e Lo wr y. Ac id i e b a s i d eb o l i. Il r u o lo
     sp ec ia le d el so l ve nt e acq ua i n co n fro nto ad a ltr i. Co n fro n to e
     in ter p r et azio n e d el la fo r za d i o ss ia cid i, p erc h é a lc u ni so no p i ù fo r ti e al tri
     p iù d eb o l i? Eq u il ib ri d i id ro l is i p er c hé a lc u n i Sal i si id ro l izz a no e a l tri
     no ? Eq u il ib r io d i so l ub i lit à. So l ub i li tà. So l ub il i tà e p ro d o t to d i so l ub i li tà.
     I Fa tto r i c he i n f l ue nza n o la so l ub i li tà. P er c hé i l si mi l e sc io gl ie il s i mi le?
     En ta lp ia d i d i s so l u zio n e e d i id ra taz io ne d e g l i io ni . Il ca so d i Na O H e
     NH 4 C L. So l ub i li tà i n fu nz io ne d e l P H . Il C aso Ca CO 3 . So l ub i li tà in
     f u nz io ne d e ll a fo r maz io ne d i io ni co mp le s si . Am mo n iac a b a se d i B ro n s ted ,
     a m mo nia ca b a se d i Le wis, i l fato d el lo io ne ra me ico p er a g gi u n ta d i d o si
     cr e sce n ti d i Am mo n iac a. M g(O H) 2 e AI( OH) 3 . Co st it u e nt i a nt iac id i d el
     Maa lo x. P r e ss io ne e so l ub il it à: le g ge d i H enr y. So l uz io ni ta mp o ne,
     co s ti t uzio n e, mo d o d i a z io n e, p o ter e ta mp o na n te s cel ta i n fu nzio n e d el p H:
     p ar ti co l ar e r i fe r i me n to ai ta mp o n i b io lo g ic i p r ese n ti ne l sa n g u e. p H d i
     so l u zio n i d i a n f o li ti . Il ca so d i Na H CO 3 . P u nto i so el et tri co d eg li
     A m mi no acid i. T ito laz io ni d i Ac id i e B as i d eb o l i co me ra s se g n a d i eq ui l ib ri
     in so l uzio n e. Acid i e B a si d i Le wi s. Io ni d i meta ll i d i t ra n siz io n e,
     cla s si f ica zio n e “Ha rd ” e “So ft”. Co mp o st i d i c o o rd i naz io ne : g eo me tria . Il
     caso d i c is -( H 3 N) 2 P t CI 2 ”: re laz io ne s tr ut tu ra - at ti v ità . P ro p ri età
     ma g n et ic he ( p ar a ma g ne t is mo e d ia ma g n et is mo ). Il ca so e mo glo b i na.
4    Dia g ra mmi di St a to – Pro pr ietà Co ll ig a tiv e : Dia gr a m mi d i St ato co n
     p ar ti co l ar e r i fer i me n to a q u el lo d i H 2 O. I l p ri n cip io d el l ’eq u il ib rio mo b ile
     ap p li cato a gl i eq u il ib ri etero g e nei tra le fa si d i u n si st e ma. So l uzi o ni
     id ea li. P r o p r ie tà co ll i ga te :e ffe tto d e l s o l uto ( vo la ti le o no n) s u lla
     p r es sio n e d i v ap o re d ell a so l u zio n e. Le g ge d i Rao ul t. I n na lza me nto
     eb u ll io sco p io e ab b as sa me n to cr io sco p ico . Os mo si e p re s sio n i o s mo t ica .
     Eq u il ib r io liq u id o - vap o re i n s i ste mi a d ue co mp o ne n ti liq u id i mi s ci b ili ,
     d is ti ll azio n e fr a zio na ta, mi s ce le a zeo tro p ic h e.
8    Te r mo d ina mi ca :            II °   P rin cip io     d el la     T er mo d i n a mi ca.      E n tr o p ia,
     tr a s fo r ma zio n i sp o n ta n e e, E ntro p ia e d i so rd i n e. En er gi a l ib era d i G ib b s ed
     eq u il ib r io c hi mi co . E ffetto . De ll a t e mp era t ura . La T er mo d i n a mic a e le
     p r o p r iet à co ll i g a ti ve (P res sio n e O s mo ti ca). La T er mo d i n a mi ca e i s is te mi
     vi v e nt i. Re az io ni acco p p iat e. I l ca so AT P .
     El et t ro ch i mi ca I: c el le ga l va n ic he. I l si g n i fic at o d ei P o te nz ia li St a nd ar d e
     p r ev i sio ne d el d eco r s o d i rea zio n i red o x. La s eri e e let tro c h i m ica.
     P o te nzi al i d i cel la ed En er gia lib era d i re azi o ne . P o te nz ia li St a nd ar d e
     co s ta nt i d i eq ui lib r io . E q ua zio ne d i Ner n st . Ele ttro li si. E le ttro c hi mi ca e i
     si s te mi vi ve n ti . La ca te n a re sp ir ato r ia e la fo s fo r ila zio ne o s s id at i va.
7    Ci net ica Ch i mica : V el o cit à d i rea zio ne . Eq u azio ne ci n et ica , o rd i n e d i
     r eaz io ne. Le g ge c i ne tic a d el I ° e d e l II ° o rd i n e in fo r ma i nte gr at a. T emp o
     d i d i me zza me n to d i re azio n i d el I o o rd i ne. Effet to d el la T e mp era t ura .
     En er gia d i at ti va zio n e e co mp le s si a tt i vat i. La cata li s i, i ca ta li zza to r i ne i
     si s te mi v i ve n ti : gl i e n zi mi . La t erap ia far ma co lo gi ca. Far ma co c i ne ti ca,
     Mecc a ni s mi d i r ea zio ne , reazio n i el e me n tar i e lo ro ci ne tic a. R eaz io n i a
     cate n a. Velo ci tà d i re azi o ne ed eq u il ib rio .
5    Stechiometria - La mole – Composizione percentuale dei composti –
     Determinazione della formula di un composto - Formule empiriche e Formule
     molecolari – Densità e % in peso - Reazioni chimiche – Il significato di una
     reazione chimica - Calcoli stechiometrici: quantità di reagenti e prodotti – Calcoli
              con un reagente limitante - Resa effettiva, resa teorica e resa percentuale.
     3        Reazioni in soluzione - Concentrazione delle soluzioni: Molarità – Preparazione di
              soluzioni a concentrazione nota – Preparazione di soluzioni per diluizione - Reazioni
              acido-base – Reazioni di precipitazione - Reazioni di ossido-riduzione –
              Bilanciamento delle reazioni di ossido-riduzione
     5        Equilibrio chimico II - La condizione di equilibrio – La costante di equilibrio –
              Principio di Le Châtelier - Acidi e Basi – Scala di pH – Calcolo del pH di soluzioni
              acquose di acidi e basi forti - Calcolo del pH di soluzioni acquose di acidi e basi
              deboli – Grado di dissociazione - Dissociazione percentuale - Calcolo di Ka da una
              misura di pH – Proprietà acido-base dei sali: idrolisi – Sali che producono soluzioni
              neutre – Sali che producono soluzioni basiche - Sali che producono soluzioni acide –
              Soluzioni tampone – Calcolo del pH delle soluzioni tampone - Equazione di
              Henderson-Hasselbalch.
     5        Curve di titolazione per sistemi acido/base - Curve di titolazione per acidi e basi
              forti - Curve di titolazione per acidi e basi deboli – Tipi comuni di indicatori acido-
              base – Soluzioni tampone che coinvolgono acidi poliprotici - Calcolo del pH di
              soluzioni di sali anfiprotici - Curve di titolazione per acidi polifunzionali
     3        Equilibri di solubilità – Il Prodotto di solubilità, Kps – Solubilità di un precipitato in
              acqua pura – Effetto dello ione in comune sulla solubilità di un precipitato –
              Separazione di ioni – Dipendenza della solubilità dal pH.
     4        Elettrochimica II– Effetto della concentrazione sui potenziali elettrodici: equazione
              di Nernst – Calcolo del potenziale di una cella elettrochimica – Calcolo delle costanti
              di equilibrio redox
                                           ESERCITAZIONI IN AULA
     6        Esempi di solubilità e pH. Solubilità e formazione di ioni complessi, idrossido di alluminio:
              anfolita.
     5        Esercitazioni numerica in aula e esercitazioni con esperimenti di laboratorio in aula.
   TESTI      1. F. Cacace, M. Schiavello "STECHIOMETRIA", Ed. Bulzoni
CONSIGLIATI   2. Kotz & Treichel "CHIMICA", EdiSES
              3. M. Giomini, E. Balestrieri, M. Giustini “FONDAMENTI DI STECHIOMETRIA”,
                 EdiSES
              4. P. Giannoccaro, S. Doronzo “ELEMENTI DI STECHIOMETRIA”, EdiSES
              5. B and o li, Do l me tta , N at i le “C h i mi ca d i B a se ” Ed is es .
              6. M.Cacace, F.Schiavello – ″STECHIOMETRIA″ – Ed. Bulzoni

								
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