B019541 - CHIMICA PER L'AMBIENTE

Nonesistono testi di riferimento. Sono validi i libri che hanno trattano la chimica generale con l'eccezione dei tetsi per i corsi di biologia e medicina.

Le lezioni si alteranno con esercitazioni sui temi trattati. Gli studenti possono scaricare materiale didattico inerente alle lezioni dal sito: www.unifi.it/LAMM/ benelli.htm

Esame scritto finale con libera scelta di sostenere una prova orale in caso di superamento del test scritto.

Il pianeta Terra e le sue componenti. L'atmosfera, l'idrosfera e la crosta terrestre: loro composizione e l'impatto dell'attività umana. La materia e la sua struttura. L'atomo. Struttura dell'atomo. Nucleoni ed elettroni. Gli isotopi. Difetto di massa. Fissione e fusione nucleare. Radiazioni α, β e γ. Centrali termonucleari: il loro funzionamento ed i problemi ambientali. Grandezze microscopiche e grandezze macroscopiche. La mole. Peso atomico. Le molecole. Peso molecolare. Il legame chimico. Molecole poliatomiche. Il modello della repulsione delle coppie elettroniche. Significato delle formule chimiche. Elettronegatività e polarità dei legami.
Gli stati di aggregazione. La materia allo stato gassoso. L'equazione di stato dei gas perfetti. Temperatura ed energia cinetica media. Legge delle pressioni parziali. Legge di Graham. Solidi amorfi e cristallini. I solidi ionici, molecolari, covalenti e metallici. I liquidi. Forze di van der Waals. Interazioni dipolo-dipolo. Le soluzioni e le proprietà colligative.
I principi della termodinamica. Le reazioni chimiche. Conservazione della massa e dell'energia nelle reazioni chimiche. Calore di reazione. Entalpia di reazione. Entalpia standard di formazione. Entropia, energia libera e trasformazioni spontanee. Calore, energia e moti molecolari. Entropia e disordine. Criteri per valutare le variazioni di entropia in una trasformazione. Energia libera e spontaneità delle trasformazioni. Energia libera standard di formazione. Fusione, evaporazione e sublimazione. Tensione di vapore. L'equilibrio chimico. Reazioni spontanee. Equilibrio e costante d'equilibrio. Equilibrio e velocità di reazione. Legge dell'azione di massa. Entalpia, entropia, energia libera. Equilibri omogenei ed eterogenei. Fattori che influenzano l'equilibrio ed il principio di Le Chatelier.
Diagrammi di stato ad una o più componenti. Sistemi con azeotropo ed eutettico. Il diagramma di stato Fe-C. Acciai e ghise.
Velocità e meccanismi delle reazioni chimiche. Velocità di reazione. Ordine delle velocità di reazione. Reazioni del primo ordine. Reazione tra idrogeno e iodio. Stechiometria ed espressione di velocità. Energia di attivazione e diagramma di Arrhenius. Catalisi e catalizzatori.
Equilibri di ossido¬riduzione. Celle elettrochimiche. Potenziali di elettrodo. Elettrodo standard a idrogeno. Corrosione e protezione elettrolitica. Elettrolisi. Processi elettrolitici industriali.
Teoria acido-base. Specie forti e deboli. Costanti di dissociazione e pH. Cenni di chimica ambientale. Effetto serra, buco dell'ozono e piogge acide. L'abbattimento degli inquinanti nei fumi. L'inquinamento idrico e gli indicatori della qualità dell’acqua.
Cenni di chimica organica. Alcani, alcheni ed alchini. Il benzene ed il concetto di aromaticità. I principali gruppi funzionali. La plastica ed il suo impatto ambientale.
Leganti aerei ed idraulici. Produzione del cemento.