Fondamenti Di Chimica Dei Materiali 2018/2019

Fondamenti di Chimica dei Materiali (online)

(6      CFU – docente: Francesca Nanni)

Obiettivi dell’insegnamento:

Il corso di Fondamenti di Chimica Materiali intende fornire agli studenti del Corso di Laurea di Ingegneria Gestionale conoscenze chimica di base volte alla comprensione della correlazione struttura/proprietà delle diverse classi di materiali, per  rispondere alle attuali esigenze del mondo produttivo, dei servizi e della ricerca nel settore chiave dei materiali per la produzione industriale. Partendo dalla struttura atomica (legami, orbitali) gli studenti vengono coinvolti con un approccio bottom –up a comprendere come gli atomi si leghino fra loro a formare materiali e composti, a conoscere gli stati di aggregazione della materia e le loro proprietà, e a comprendere i concetti di miscibilità, compatibilità chimica e le principali tipologie di reazione (*conoscenza e capacità di comprensione*). L'obiettivo formativo  ultimo è quello di coltivare la creatività degli studenti, aiutandoli a sviluppare un approccio critico allo studio, che consenta agli studenti di impiegare criticamente le nozioni assimilate, correlandole tra loro  ed applicandole nella risoluzione degli esercizi (*autonomia di giudizio*). Gli studenti dovranno inoltre essere in grado sviluppare *abilità comunicative*, necessarie nella dissertazione delledomande teoriche.Gli obiettivi di apprendimento consentiranno agli studenti una fruizione efficace ed ottimale di altri insegnamenti impartiti nell'indirizzo di Ingegneria della Produzione del Corso di Laurea in Ingegneria Gestionale (i.e. Tecnologie dei processi produttivi) sia nell'indirizzo di Sistemi di Produzione della Laurea Magistrale in Ingegneria Gestionale (i.e. Corrosione e protezione dei materiali metallici, Materiali per la produzione industriale).

Le conoscenze acquisite nel corso, ma soprattutto la metodologia di studio, svilupperanno le *capacità di apprendimento* necessarie per il prosieguo del percorso formativo e  per la formazione di figure professionali in grado di seguire la progettazione, lo sviluppo e la realizzazione di prodotti di ultima generazione.

Prerequisiti: 

Non esistono propedeuticità obbligatorie da rispettare.

Metodi di insegnamento: A distanza. Le lezioni sono erogate attraverso l’utilizzo di strumenti multimediali quali audiofile disponibili sulla piattaforma Moodle che integrano il materiale messo a disposizione dal docente sotto forma di presentazioni/slide delle lezioni e commenti alle stesse. Gli studenti sono invitati a partecipare inoltre ai forum di discussione aperti dal docente sui principali argomenti delle singole lezioni, e a svolgere i compiti e gli esercizi proposti dalla docente.

Metodi di valutazione: Scritto. La prova scritta tipicamente ha una durata di 2 ore e comprende esercizi numerici e domande aperte.

Contenuti (programma)

•         Introduzione: materia, composti ed elementi, proprietà fisiche e chimiche- Passaggi di stato -Struttura dell’atomo; tavola periodica -Legami chimici: ionico, covalente, metallico- Nomenclatura dei composti chimici

•         Reazioni ed equazioni chimiche, bilanciamento, reagente limitante e resa di reazione. Classificazione delle reazioni chimiche: sintesi, decomposizione, sostituzione, neutralizzazione, dissociazione ionica, ossidoriduzione.

•         Soluzioni: elettroliti e non elettroliti, dissoluzione e solvatazione, concentrazioni, proprietà colligative.

•         Gas: proprietà- Leggi dei gas: legge di Dalton, legge di Boyle , legge di Avogadro- Equazione di stato dei gas perfetti

•         Equilibrio chimico: costante di equilibrio - Espressione della costante in termini di pressione e di concentrazione; loro confronto- Principio di Le Châtelier

•         Equilibri acido-base Definizione di acido e di base: acido o base  forte e debole - Prodotto ionico dell’acqua: definizione di pH - Forza relativa di acidi e basi Calcolo di pH in soluzione acquosa di acidi e basi forti e acidi e basi deboli. Proprietà acido-base di soluzioni saline

•         Equilibri di composti ionici poco solubili: definizione di solubilità e di costante del prodotto di solubilità.

•         Termochimica:definizione di entalpia, entropia ed energia interna, reazioni esotermiche ed endotermiche.

•         Cenni di chimica organica: definizioni e strutture delle principali classi di composti organici.

•         Scienza e Tecnologia dei Materiali: Solidi cristallini struttura, legami, difetti

•         Proprietà meccaniche dei materiali (prova di trazione, carico di rottura, snervamento, rigidità), correlazione proprietà meccaniche macroscopiche-microstruttura.

•         Materiali metallici (cenni): struttura e proprietà, diagrammi di stato, principali leghe metalliche (ferrose e non ferrose), applicazioni

•         Materiali polimerici: struttura e proprietà,applicazioni

Attività didattica integrativa:

Durante il corso sono previste attività di didattica integrativa (DI) oltre alla didattica erogata (DE) secondo le linee guida ANVUR. Agli studenti è richiesto in particolare di partecipare attivamente forum (dimostrazione o suggerimenti operativi su come si risolve un problema, esercizio e similari e discussioni aperte dal docente sugli argomenti delle singole lezioni). Alla didattica integrativa sono dedicate almeno 12 ore, ovvero minimo 1 ora per ogni CFU del corso. Nello specifico sono previste le seguenti e-tivity: svolgimento a titolo individuale di esercizi proposti dal docente. Il docente fornirà opportuni feedback agli esercizi svolti sulla piattaforma Moodle, attraverso strumenti di chat e forum e invio degli esercizi corretti.