ID:
SCC0571
Durata (ore):
52
CFU:
6
SSD:
CHIMICA FISICA
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (23/09/2024 - 17/01/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso s’inserisce nei più ampi obbiettivi del corso di Laure in Chimica e Chimica Industriale, proponendosi di presentare le informazioni di base sui sistemi di tipo colloidale e disperso, descrivendo inoltre anche le loro possibili applicazioni in ambito scientifico e tecnologico. Scopi principali dell’insegnamento sono lo sviluppo da parte degli studenti della comprensione critica delle differenze tra le proprietà dei sistemi continui (macroscopici) e quelli dispersi, delle loro implicazioni a livello della descrizione quantitativa dei sistemi colloidali, nonché delle moderne metodiche che ne permettono lo studio chimico-fisico. Alle competenze teoriche appena descritte, si aggiungono, inoltre, quelle pratiche da svilupparsi per mezzo di esperienze in laboratorio.
• Conoscenza dei principali processi termodinamici, delle grandezze in gioco e del loro significato fisico e chimico, sia a livello macroscopico che microscopico riguardanti sistemi dispersi ed interfasi;
• Capacità di selezionare i concetti, le formule ed equazioni da applicare nella risoluzione dei problemi quantitativi e nell’analisi di dati sperimentali o delle caratteristiche quantitative di sistemi micro e macroscopici; capacità di estrapolazione e di semplificazione di sistemi complessi interfacciali da sottoporre all’analisi termodinamica;
• Comprensione delle differenze di comportamento e proprietà rispetto a sistemi continui derivanti dalla loro dispersione o frammentazione;
• Apprezzamento delle applicazioni scientifiche e tecnologiche dei sistemi dispersi.
• Conoscenza dei principali processi termodinamici, delle grandezze in gioco e del loro significato fisico e chimico, sia a livello macroscopico che microscopico riguardanti sistemi dispersi ed interfasi;
• Capacità di selezionare i concetti, le formule ed equazioni da applicare nella risoluzione dei problemi quantitativi e nell’analisi di dati sperimentali o delle caratteristiche quantitative di sistemi micro e macroscopici; capacità di estrapolazione e di semplificazione di sistemi complessi interfacciali da sottoporre all’analisi termodinamica;
• Comprensione delle differenze di comportamento e proprietà rispetto a sistemi continui derivanti dalla loro dispersione o frammentazione;
• Apprezzamento delle applicazioni scientifiche e tecnologiche dei sistemi dispersi.
Prerequisiti
Frequenza ai corsi di Termodinamica Chimica e Chimica Fisica I
Metodi didattici
Lezioni frontali (40 ore): sviluppo teorico degli argomenti con l'ausilio di presentazioni video e/o discussioni alla lavagna; analisi quantitativa di alcuni casi studio.
Laboratorio (12 ore): esperienze riguardanti misure fisiche sui sistemi dispersi e regioni d’interfase.
Laboratorio (12 ore): esperienze riguardanti misure fisiche sui sistemi dispersi e regioni d’interfase.
Verifica Apprendimento
Prova finale orale: prova orale basata sull’esecuzione di esercizi alla lavagna e verifica delle capacità di utilizzo degli argomenti del corso in ambito chimico.
Il giudizio finale sullo studente sarà basato sulla parte numerica in termini della capacità di affrontare problemi quantitativi scegliendo il giusto contesto, concetti, equazioni, e sulla precisione nello sviluppo; il giudizio della parte orale verrà basato sull’attitudine al ragionamento estemporaneo su semplici casi che il chimico si può trovare ad affrontare.
Il giudizio finale sullo studente sarà basato sulla parte numerica in termini della capacità di affrontare problemi quantitativi scegliendo il giusto contesto, concetti, equazioni, e sulla precisione nello sviluppo; il giudizio della parte orale verrà basato sull’attitudine al ragionamento estemporaneo su semplici casi che il chimico si può trovare ad affrontare.
Contenuti
Introduzione ai sistemi dispersi e discontinui: importanza scientifica e tecnologica; applicazioni pratiche; misure sperimentali e predizioni teoriche (4h)
Interfacce fluide e capillarità: tensione superficiale e sua dipendenza dalla temperatura e composizione; monostrati molecolari superficiali; forze intermolecolari e origine molecolare della tensione superficiale; caratteristiche molecolari ed effetto sulla tensione superficiale (6h)
Effetti statici e dinamici della tensione superficiale: l’equazione di Young-Laplace e le sue soluzioni; misura sperimentale della tensione superficiale; la curvatura delle superfici e variazioni della pressione di vapore (effetto Kelvin); nucleazione di bolle e gocce, approccio classico e statistico alla condensazione del vapore; supersaturazione; film liquidi sottili e loro proprietà; pressione di disgiunzione (10h).
Energetica dei sistemi continui e delle interfacce: bagnabilità e curvatura delle gocce, sistemi multicomponenti ed assorbimento all’interfaccia; la regola delle fasi applicata alle interfacce ed equazione di Gibbs dell’adsorbimento; surfattanti e loro caratteristiche chimiche e fisiche; autoassemblaggio dei surfattanti; protezione dei materiali (12h).
Sistemi dispersi: micelle e sistemi auto-assemblanti, mesofasi liquide cristalline; dinamica ed evoluzione temporale delle micelle (formazione e decomposizione); sistemi micellari come veicolanti di molecole attive (farmaci, grassi, vitamine), micelle formate da polimeri; lisosomi e vescicole (8h).
Colloidi: definizione e tipologie; stabilità dei sistemi colloidali; preparazione di sistemi colloidali; morfologia dei colloidi (dimensione, forme e loro distribuzioni); effetto della sedimentazione, centrifugazione e diffusione sui colloidi; misura delle dimensioni e distribuzioni per via sperimentale (microscopia e Dynamic Light Scattering, DLS); interazione tra particelle colloidali e loro conseguenze (teoria DLVO e serie di Hofmeister, cinetica e dinamica di aggregazione); assorbimento di polimeri (polielettroliti forti e deboli) su particelle colloidali (8h).
Interfacce fluide e capillarità: tensione superficiale e sua dipendenza dalla temperatura e composizione; monostrati molecolari superficiali; forze intermolecolari e origine molecolare della tensione superficiale; caratteristiche molecolari ed effetto sulla tensione superficiale (6h)
Effetti statici e dinamici della tensione superficiale: l’equazione di Young-Laplace e le sue soluzioni; misura sperimentale della tensione superficiale; la curvatura delle superfici e variazioni della pressione di vapore (effetto Kelvin); nucleazione di bolle e gocce, approccio classico e statistico alla condensazione del vapore; supersaturazione; film liquidi sottili e loro proprietà; pressione di disgiunzione (10h).
Energetica dei sistemi continui e delle interfacce: bagnabilità e curvatura delle gocce, sistemi multicomponenti ed assorbimento all’interfaccia; la regola delle fasi applicata alle interfacce ed equazione di Gibbs dell’adsorbimento; surfattanti e loro caratteristiche chimiche e fisiche; autoassemblaggio dei surfattanti; protezione dei materiali (12h).
Sistemi dispersi: micelle e sistemi auto-assemblanti, mesofasi liquide cristalline; dinamica ed evoluzione temporale delle micelle (formazione e decomposizione); sistemi micellari come veicolanti di molecole attive (farmaci, grassi, vitamine), micelle formate da polimeri; lisosomi e vescicole (8h).
Colloidi: definizione e tipologie; stabilità dei sistemi colloidali; preparazione di sistemi colloidali; morfologia dei colloidi (dimensione, forme e loro distribuzioni); effetto della sedimentazione, centrifugazione e diffusione sui colloidi; misura delle dimensioni e distribuzioni per via sperimentale (microscopia e Dynamic Light Scattering, DLS); interazione tra particelle colloidali e loro conseguenze (teoria DLVO e serie di Hofmeister, cinetica e dinamica di aggregazione); assorbimento di polimeri (polielettroliti forti e deboli) su particelle colloidali (8h).
Lingua Insegnamento
Italiano
Altre informazioni
Riceve tutti i giorni, previo appuntamento.
Corsi
Corsi
3 anni
No Results Found
Persone
Persone
Docenti di ruolo di IIa fascia
No Results Found