CHIMICA GENERALE ED INORGANICA E LABORATORIO

Learning Objectives

• Module I

  The course is aimed to learn the basic concepts of general chemistry and stoichiometry.

• Module II

  To give a basic knowledge of Inorganic Chemistry with particular attention on the elements of the s an p groups and to integrate the basic concepts of foudamental chemistry with specific arguments (structure of solids, solubility equilibrium and electrochemistry).

  This module which is organized through lectures(3 CFU), exercises and lab practice (3CFU) gives the needed information to understand the chemical behaviour of some simple inorganic systems

Detailed Course Content

• Module I

  1. La composizione della materia e le reazioni chimiche: concetti introduttivi - misure e grandezze, atomi ed elementi, massa atomica, il concetto di mole, composti chimici e nomenclatura, reazioni chimiche e loro bilanciamento, rapporti quantitativi nelle reazioni chimiche.

  2. La struttura atomica: i primi modelli atomici, lo spettro elettromagnetico, spettri atomici, teoria di Bohr, particelle ed onde, equazione d’onda per gli elettroni, numeri quantici ed orbitali, la configurazione elettronica degli elementi, proprietà periodiche e sistema periodico degli elementi.

  3. Il legame chimico: strutture di Lewis, legame ionico (cenni), legame covalente, teoria del legame di valenza e ibridazione degli orbitali, molecole poliatomiche e geometria molecolare, teoria degli orbitali molecolari per le molecole biatomiche, forze intermolecolari.

  4. La termochimica e cenni di termodinamica: varie forme dell’energia, I° principio della termodinamica, legge di Hess ed entalpie di reazione, spontaneità e disordine, entropia ed energia libera.

  5. Gli stati di aggregazione della materia:

  Lo stato gassoso: proprietà dei gas, leggi dei gas ideali, miscele gassose, gas reali.

  Lo stato liquido: pressione di vapore dei liquidi e temperatura di ebollizione.

  Cenni sullo stato solido.

  Passaggi di stato, diagramma di stato dell’acqua.

  6. Le soluzioni: concentrazione delle soluzioni, legge di Raoult, soluzioni liquido-liquido, soluzioni di soluti non volatili e proprietà colligative.

  7. Cenni di cinetica chimica: velocità di reazione, equazione cinetica, ordine di reazione, equazione di Arrhenius, meccanismi di reazione, catalisi.

  8. L’equilibrio chimico: reazioni di equilibrio, la costante di equilibrio, influenza della concentrazione, della pressione e della temperatura sugli equilibri chimici.

  9. Equilibri ionici in soluzione acquosa: elettroliti e grado di dissociazione, definizioni di acido e base, teoria di Bronsted, prodotto ionico dell’acqua, scala del pH, pH di acidi e basi forti, pH di acidi e basi deboli, acidi poliprotici (cenni), reazioni acido-base, soluzioni tampone.

  10. Laboratorio: Esperienze di laboratorio relative alla sintesi di alcuni ossidi metallici, cristallizzazione di sali, titolazioni acido-base.

• Module II

  Theoretical lessons (3 CFU)

  Electrochemistry

  · Basic on the electrochemical cells. Conductors of I and II species. Voltaic cells. Galvanic semielements. Hydrogen electrodes and standard electrode. Electrochemcal series. Free energy and electrical work. Nerst law. Electrochemical cells. Electrochemistry products and Faraday laws.

  Chemical bond and structure of solids

  • Classification of solids. Ionic and covalent solids.Ionic bond: lattice energy and Madelung constant. Structure of solids: amorphous and crystalline solids. Structures and properties of metals.

  Salt solubility in water

  · Solubility. Energy of the solubility process. Low solubility salt. Solubility equilibrium and solubility product.

  Chemistry of s-p elements

  • Introduction to the elements and periodic properties. Main groups: Hydrogen and groups 1°-2° and 13°-18°. General characteristics of the elements of the main groups. Natural abudance. Reactivity of the elements. Preparation methods. Compounds with hydrogen, oxygen and alogens. Salts and other compounds

  Preliminary notions on transition metals and coordination compounds

   

   

  Exercise and Lab practice (3 CFU)

  - Applications of the Nerst low and calcule of the f.e.m. pH effects..

  -Application of the Faraday law.

  -Exercises on solubility equilibrioum. Effect of common ions. Effects of the pH

   

  Laboratoy practice :

  • preparation of Daniel cell and concentration effects.

  • Water electrolisis and Faraday law

  • Preparation ofKNO₃ (salnitro)

  • Determination of the solubility product of CaSO₄×2H₂O

  • Recognition and separation of the anions of the 2° group

  • Recognition of the following anions CO₃^2-, Cl^-, Br^-and I^-

  • Preparaation of the sylver-amonia complex and detemination of the complexation constant.

Textbook Information

• Module I

  1. Slides delle lezioni disponibili sul sito: http://studium.unict.it/

  2. John Kotz, Paul M. Treichel, John R. Townsend “Chimica”, EdiSES

  3. Petrucci, Harwood, Herring, “Chimica Generale”, Piccin

  4. A cura di M. Speranza “Chimica Generale e Inorganica”, edi-ermes

  5. Michelin Lausarot P.; Vaglio G. A., “Fondamenti di Stechiometria”

• Module II

  •1. On-line slides : http://studium.unict.it/

  •2 Bertini, Luchinat, Mani «Chimica Inorganica» Ambrosiana

  •3. John Kotz, Paul M. Treichel, John R. Townsend “Chimica”, EdiSES

  •4. Petrucci, Harwood, Herring, “Chimica Generale”, Piccin

  •5. A cura di M. Speranza “Chimica Generale e Inorganica”, edi-ermes”