CHIMICA FISICA DELLO STATO SOLIDO E DELLE SUPERFICI

L’insegnamento fa parte delle attività formative caratterizzanti del corso di laurea Magistrale in Chimica e Tecnologie Sostenibili che consente allo studente di acquisire alcuni concetti base di chimica fisica dello stato solido e delle superfici in particolare di sistemi colloidali.

Gli obiettivi formativi si propongono di fornire agli studenti le basi per la comprensione delle proprietà strutturali più importanti dello stato cristallino, con alcuni cenni sulla diffrazione ai raggi X, e di fornire una introduzione dettagliata allo studio delle superfici, in particolare di sistemi colloidali, e alla stabilità dei sistemi dispersi.

1. Conoscenza e comprensione
a) Conoscere le basi teoriche per lo studio di strutture solide in particolare cristalline
b) Conoscere la relazione tra lo spazio reciproco e quello diretto
c) Conoscere le proprietà di una superficie
d) Conoscere le proprietà di sistemi colloidali.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
a) Saper determinare alcuni parametri strutturali di sistemi cristallini.
b) Saper interpretare degli spettri di diffrazione X.
c) Saper determinare l’area superficiale specifica da misure di fisisorbimento
d) Saper scegliere il miglior tensioattivo per una data emulsione

3. Capacità di giudizio
a) Saper valutare criticamente informazioni ottenute su sistemi cristallini e colloidali

4. Abilità comunicative
a) Saper usare in maniera appropriata la terminologia e la simbologia sviluppata durante il corso.
b) Saper interagire con il docente e i compagni di corso in maniera attiva, in modo che la comunicazione avvenga in maniera costruttiva e formalmente corretta.

5. Capacità di apprendimento
a) Saper prendere degli appunti in maniera rigorosa, evidenziando i concetti appresi in base alla loro importanza.

Aver raggiunto gli obiettivi formativi di Chimica Fisica .
E’ opportuno che lo studente sia in grado di padroneggiare conoscenze relative al calcolo integrale e differenziale, alla cinematica, alla dinamica e alla termodinamica.

I contenuti del corso possono essere divisi in due parti: 1) Chimica fisica dello stato solido e 2) chimica fisica delle superficie e dei colloidi.
In relazione agli obiettivi formativi e ai risultati di apprendimento attesi, riportati nelle sezioni relative, i contenuti del corso possono essere così suddivisi:
PRIMA PARTE. Chimica fisica dello stato solido.
Nucleazione e crescita. Simmetria di molecole e di strutture cristalline. Ordine a corto e lungo raggio. Materiali amorfi. Reticolo, cella unitaria e strutture cristalline. Punti, direzioni e piani in una cella unitaria. Difetti nelle strutture atomiche e ioniche. Diffrazione dei raggi X. Equazioni di Bragg e di Scherrer. Trasformate di Fourier. Reticolo reciproco
SECONDA PARTE. Chimica fisica delle superfici e dei colloidi
Colloidi e chimica superficiale: concetti generali. Area superficiale specifica. Sedimentazione e diffusione e loro equilibrio. Reologia dei fluidi e delle dispersioni. Tensione superficiale e angolo di contatto.Tensioattivi. Emulsioni. Strutture colloidali. Adsorbimento alle interfacce gas-solido.
LABORATORIO. Lezione di introduzione al laboratorio. Sintesi e caratterizzazione di sistemi colloidali in relazione ai contenuti teorici del corso (metalli, fluoruri e ossidi) e determinazione della concentrazione micellare critica di un tensioattivo. Caratterizzazione spettroscopica (UV-VIS, PL), strutturale (XRD) e morfologica (dimensioni e morfologia per mezzo di analisi SEM, DLS e ultracentrifuga analitica) dei sistemi colloidali preparati. Lezione di analisi dei dati.
Le attività di laboratorio sono a frequenza obbligatoria.

Appunti di lezione
Per la parte 1.
D. R. Askeland, P. P. Fulay, W. J. Wright, The science and engineering of materials, Cengage Learning, 2011.
P.W.Atkins, J De Paula, Chimica Fisica, Zanichelli, 2012
Per la parte 2
P.C Hiemenz and R. Rajagopalan, Principles of Colloid and Surface Chemistry (Marcel Dekker, 1997).J. Lyklema, Fundamentals of Interface and Colloids Science (Academic Press,1991).D. Myers, Surfaces, Interfaces and Colloids (Wiley-VCH,1999).Autori Vari Chimica Fisica dei colloidi e delle interfasi (CLUP 1985).

La verifica dell’apprendimento avviene tramite una prova scritta basta su tre domande aperte (75% del punteggio finale) e sulla valutazione delle relazioni di laboratorio (25% del punteggio finale). L’obiettivo di questa prova è verificare che lo studente abbia acquisito i concetti durante le lezioni. La durata di tale prova è di 2 ore dove non viene consentito l’uso di appunti, libri e supporti elettronici. Il termine della consegna delle relazioni di laboratorio è fissato a due settimane dell’esame e, come termine ultimo, non più tardi di due mesi dalla conclusione del corso.

L’insegnamento è organizzato in lezioni frontali e laboratorio.

Italiano

Accessibilità, Disabilità e Inclusione

Accomodamenti e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento:
Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di accomodamento disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessita di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA disabilita@unive.it.

scritto

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Cambiamento climatico e energia" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile