Chimica fisica 1 modulo a chimica e chimica industriale
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Chimica Fisica 1 Modulo A Chimica e Chimica Industriale PowerPoint PPT Presentation


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Chimica Fisica 1 Modulo A Chimica e Chimica Industriale. Dario Bressanini. http://scienze-como.uninsubria.it/bressanini. Informazioni. Laureato a Milano. Dottorato a Milano Corsi di Chimica Fisica 1 (Modulo A)I anno PROPEDEUTICO

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Chimica Fisica 1 Modulo A Chimica e Chimica Industriale

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Presentation Transcript


Chimica fisica 1 modulo a chimica e chimica industriale

Chimica Fisica 1 Modulo AChimica e Chimica Industriale

Dario Bressanini

http://scienze-como.uninsubria.it/bressanini


Informazioni

Informazioni

  • Laureato a Milano. Dottorato a Milano

  • Corsi di

    • Chimica Fisica 1 (Modulo A)I anno

      PROPEDEUTICO

    • Programmazione e Simulazione3 Crediti III anno(Linguaggio C)

  • Chimica Fisica degli alimenti7 Crediti II anno sp.

Ricevimento: Tel. 031-3286622 [email protected] Lucini 3 - Como

© Dario Bressanini


Orario

Orario

Martedì 9-12 2.1

Mercoledì 9-112.1

© Dario Bressanini


Struttura del corso

Struttura del Corso

  • Lezione con slides powerpoint

    • scaricabili da

      http://scienze-como.uninsubria.it/bressanini

  • Esercitazioni con la Dr.ssa Silvia TarascoGeneralmente il martedì (non tutte le settimane)

  • Alcuni argomenti extra

    • Correlati alla termodinamica, ma non strettamente materia di esame

    • Anche su vostra richiesta

© Dario Bressanini


Esame

Esame

  • Compito scritto + orale max 2 settimane

    • 2 Appelli tra giugno e luglio

    • 1 appello a settembre

    • 1 appello a febbraio

    • NON ci saranno altri appelli

  • Lo scritto è valido solo per un appello

  • Contribuisce al voto finale

© Dario Bressanini


Consigli in ordine sparso

Consigli in ordine sparso

  • La matematica e’ fondamentale ... ma non è sufficiente!

  • La Teoria e’ indispensabile per passare lo scritto.

  • … IMPARATE A STUDIARE …

  • Fate degli esercizi. Rifate gli esercizi fatti a lezione

  • Se qualche cosa non è chiara CHIEDETE!

    • Prof. Bressanini: teoria

    • Dr.ssa Tarasco: esercizi

  • Studiate con regolarità. NON rimanete indietro.

  • Fissatevi una media da mantenere.

© Dario Bressanini


Libri di testo

Atkins:Physical Chemistry6th edition

Atkins:Physical Chemistry7th edition

Libri di Testo

Atkins:Physical Chemistry8th edition

© Dario Bressanini


Spunti e materiale supplementare

Spunti e Materiale Supplementare

  • Biblioteca

  • World Wide Web

  • La vita di tutti i giorni….(giornali, TV, fumetti, pubblicita’...)

© Dario Bressanini


Le basi della chimica

Le Basi Della Chimica

© Dario Bressanini


Le basi della chimica1

Le Basi Della Chimica

  • Cinetica, Spettroscopia

    • Complementi di Chimica FisicaIII anno

  • Meccanica Quantistica e Termodinamica Statistica

    • Chimica FisicaII anno

  • Termodinamica

    • Chimica Fisica 1 Modulo AI anno

© Dario Bressanini


Requisiti di matematica

Requisiti di Matematica

  • Risoluzione di equazioni. Proprieta’ delle funzioni elementari (potenze, logaritmi, esponenziali)

  • Capacita’ di tracciare grafici a partire da funzioni

  • Calcolo differenziale in una variabile

    • Derivate

    • Differenziali

    • Integrali

  • Calcolo delle derivate parziali

© Dario Bressanini


Natura e matematica

Natura e Matematica

“il Grande libro della Natura e’ scritto nel linguaggio della matematica, e non possiamo capirla se prima non ne capiamo i simboli“

Galileo Galilei

“In science, there is only physics; all the rest is stamp collecting”

Ernest Rutherford

© Dario Bressanini


Chimica e matematica

Chimica e Matematica

"We are perhaps not far removed from the time, when we shall be able to submit the bulk of chemical phenomena to calculation”

Joseph Louis Gay-Lussac - 1808

“The underlying physical laws necessary for the mathematical theory of a large part of physics and the whole of chemistry are thus completely known, and the difficulty is only that the exact application of these equations leads to equations much too complicated to be soluble”

P.A.M. Dirac - 1929

© Dario Bressanini


Scienze e matematica

Scienze e Matematica

1700 – Fisica Classica

1800 – Elettromagnetismo

1800 – Termodinamica

1900 – Meccanica Quantistica

1940 – Chimica

1970 – Biologia

1980 – Economia

Non tutti la pensavano alla stessa maniera …

Every attempt to employ mathematical methods in the study of chemical questions must be considered profoundly irrational and contrary to the spirit of chemistry… If mathematical analysis should ever hold a prominent place in chemistry – an aberration which is happily almost impossible – it would occasion a rapid and widespread degeneration of that science.

Auguste Compte

© Dario Bressanini


La chimica fisica

La Chimica Fisica

  • Termodinamica Classica

  • Termodinamica Statistica

  • Meccanica Quantistica, struttura Atomica e Molecolare

  • Elettrochimica

  • Cinetica Chimica (velocita’ delle reazioni)

  • Spettroscopia(IR, UV, NMR, X, EPR, Laser…)

  • Chimica Computazionale(simulazioni al calcolatore)

La Chimica Fisica fornisce anche un supporto agli altri settori della chimica (organica, analitica, etc.) sia a livello concettuale (es. Orbitali) che di tecniche sperimentali (es. NMR, IR, etc.)

© Dario Bressanini


Sviluppi attuali della chimica fisica

Sviluppi attuali della Chimica Fisica

  • Sviluppo e utilizzo di nuove spettroscopie (Laser, NMR 2D,…)

  • Calcoli teorici ab initio di proprieta’ di atomi e molecole

  • Predizione di reazioni

  • “design” di reazioni chimiche organiche

  • Progettazione di farmaci

  • Astrochimica. Paleochimica. Chimica atmosferica (buco dell’ozono, Effetto serra,…)

  • Predizione di proprieta’ di liquidi e solidi. “material design”

  • Concettuale: Cosa sono le molecole? Cosa e’ un legame? Esistono gli atomi nelle molecole?

© Dario Bressanini


Che cos una molecola

Che cos’è una molecola?

H2C3c-C3H C5C5H C6H CH3C3N CH2CHOH 

AlF C2Hl-C3H C4Hl-H2C4CH2CHCN HCOOCH3CH2OHCHO

AlCl C2OC3N C4SiC2H4 CH3C2H CH3COOH? 

C2C2SC3O l-C3H2CH3CNHC5N C7H HCOCH2D+ 

CH CH2C3S c-C3H2CH3NC HCOCH3 H2C6 CH4CH3SH

CH+ HCNC2H2CH2CNCH3OHNH2CH3CN

c-C2H4O HC3NH+ HC2CHO

COHCO+HCCN HC3N NH2CHO

CO+HCS+HCNH+ HC2NC  C5N

CP HOC+HNCOHCOOH

CSi H2OHNCS H2CHN 

HCl H2SHOCO+ H2C2O

KCl HNCH2COH2NCN

NHHNOH2CN HNC3

NO MgCNH2CSSiH4

Molecole presenti in comete, nebulose, spazio interstellare…

© Dario Bressanini


La termodinamica

La Termodinamica

  • E’ alla base della Chimica

  • E’ la prima teoriaassiomatica completa che studiate

A theory is the more impressive the greater the simplicity of its premises, the more different are the kinds of things it relates, and the more extended is its range of applicability. Therefore, the deep impression which classical thermodynamics made upon me. It is the only physical theory of universal content which I am convinced, that within the framework of applicability of its basic concepts, will never be overthrown.

Albert Einstein

© Dario Bressanini


Termodinamica chimica

Termodinamica Chimica

  • Il nostro approccio segue la termodinamica “classica”, sviluppata da Gibbs, Maxwell, Helmoltz, Kelvin, Clausius e altri, con in più l’assioma dell’esistenza degli atomi e delle molecole.

  • Partiamo dalle proprieta’ dei Gas e arriviamo all’equilibrio chimico.

  • Studiamo le proprieta’ della materia, lo scambio di energia e la spontaneita’ delle trasformazioni.

© Dario Bressanini


Termodinamica chimica1

Termodinamica Chimica

  • Enunceremo esplicitamente gli assiomi su cui è costruita

  • Utilizzeremo esempi dalla vita di tutti i giorni per spiegare concetti termodinamici (... e diventerete anche cuochi/cuoche migliori )

  • Studieremo la Termodinamica dei sistemi in equilibrio

© Dario Bressanini


Sviluppo della termodinamica

Rumford

Carnot

Helmholtz

Joule, Kelvin, Clausius

1820’s

1782

1840’s-60’s

1882

Caratheodory

Slater

Onsager

Gibbs

`

1880’s-90’s

1909

1930’s

1939

Katchalsky&

Curran

Broecker&

Oversby

Truesdell

Coleman

Noll

Mitchell

Collins

Houlsby

Prigogine

Bowen

1980

1950’s

1960’s-70’s

1970’s,80’s,90’s

1950’s-60’s

Sviluppo della Termodinamica

© Dario Bressanini


La termodinamica intorno a noi

La Termodinamica intorno a noi

© Dario Bressanini


Importanza della termodinamica

Importanza della Termodinamica

  • La Termodinamica e’ necessaria se si vuole discutere di:

    • Global Warming

    • Effetto Serra

    • Protocollo di Kyoto

    • Inquinamento

    • Energia pulite (???), alternative, rinnovabili,…

Vorrei che nei parlamenti entrasse qualche politico che chiacchierasse di meno ma conoscesse bene la termodinamica

Tullio Regge, La Repubblica 6/15/2001

© Dario Bressanini


Una buona teoria scientifica

Una Buona Teoria Scientifica

  • Spiega i difetti delle teorie precedentie le ingloba

  • Ha caratteristiche predittive

  • Spiega fenomeni complessi in termini di fenomeni più semplici (in chimica, fenomeni atomici e molecolari)

  • È elegante e semplice (Rasoio di Occam)

"The great tragedy of Science - the slaying of a beautiful hypothesis by an ugly fact."

T.H. Huxley

© Dario Bressanini


Rasoio di occam

Rasoio di Occam

Entia non sunt multiplicanda praeter necessitatem

William van Occam (1290-1349)

Spiegazioni piu’ semplici dello stesso fenomeno sono da preferire a spiegazioni piu’ complicate.

© Dario Bressanini


Esempi

Esempi

  • Meccanica Classica Newtoniana

    • Meccanica Quantistica

    • Relativita’ Speciale

    • Relativita’ Generale

    • Elettrodinamica Quantistica

    • GUT ?

  • Astrologia e Oroscopi

  • Omeopatia

  • Cristalloterapia, Fiori di Bach, …

  • …?

© Dario Bressanini


Evoluzione della scienza

Evoluzione della Scienza

“Ho mal d’orecchio”

2000 BC “Tieni, Succhia questa radice miracolosa”

1000AD “Quellaradice e’ veleno. Recita questa preghiera”

1850AD “Questa preghiera e’ superstizione. Bevi questa pozione”

1940AD “Questa pozione e’ veleno. Ingoia questa pillola”

1985AD “Questa pillola non funziona. Prendi questo antibiotico”

2000AD “ Questo antibiotico non e’ Biologico e Naturale. Tieni, succhia questa radice biodinamica”

© Dario Bressanini


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