DISCIPLINA: CHIMICA E LABORATORIO

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1 DISCIPLINA: CHIMICA E LABORATORIO CORSO SPERIMENTALE MICHELANGELO CLASSE TERZA MICHELANGELO MODULO ARGOMENTO/CONTENUTI OBIETTIVI MINIMI Generalità sulla legge 66 attinente alla sicurezza sui posti di lavoro. Illustrazione del piano di sgombero. Indicazioni sul corretto uso dei prodotti chimici: simboli ed indicazioni di pericolo, frasi di rischio e consigli di prudenza; etichettatura. Strategie per ridurre i rischi connessi all uso di prodotti chimici pericolosi. Criteri per verificare la gravità del pericolo tossicologico: DL 0 e CL 0. Organismi nazionali e internazionali d interesse tossicologico. Distinzione tra fenomeni fisici e fenomeni chimici. Origini e finalità della chimica. Il metodo scientifico. Sistema Internazionale, grandezze fondamentali e relative unità di misura. Grandezze derivate(peso, volume, calore e lavoro, pressione, densità) e relative unità di misura. Grandezze intensive ed estensive. Misure dirette e indirette. Errori sistematici ed errori accidentali. Accuratezza, precisione, portata e sensibilità degli strumenti di misura. Incertezza di una misura e cifre significative. Trattamento delle cifre significative nei calcoli. Notazione scientifica e Regole per una corretta approssimazione. Stati di aggregazione della materia e teoria particellare. Solidi (cristallini e amorfi), liquidi e aeriformi (gas e vapori). Passaggi di stato, calore latente, curve di riscaldamento e raffreddamento. Elementi chimici e sistema periodico: distinzione tra gruppi e periodi,caratteristiche dei metalli dei non metalli e dei gas nobili. Definizione, nomi e simboli dei principali elementi (metalli alcalini, metalli alcalino terrosi, non metalli e alogeni). Composti e molecole: definizioni, nomi e formule delle molecole biatomiche omonucleari. Sostanze semplici, sostanze composte e sostanze pure. Punto di fusione come tecnica di controllo della purezza. Miscugli omogenei, eterogenei e classificazione di fumi, nebbie, schiume, sospensioni ed emulsioni. Tecniche di separazione: filtrazione, centrifugazione, estrazione, distillazione (semplice e frazionata) e cromatografia. CONOSCERE L ETICHETTATURA DEI PRODOTTI CHIMICI, I SIMBOLI E LE INDICAZIONI DI PERICOLO, LE STRATEGIE PER RIDURRE I RISCHI CONNESSI ALL USO DEI PRODOTTI CHIMICI PERICOLOSI E IL SIGNIFICATO DI DOSE LETALE 0 E CONCENTRAZIONE LETALE 0. SAPER DISTINGUERE FENOMENI CHIMICI E FISICI, CONOSCERE LE DIVERSE FASI DEL METODO SCIENTIFICO E UTILIZZARE CORRETTAMENTE LE GRANDEZZE FONDAMENTALI, ALCUNE GRANDEZZE DERIVATE (VOLUME, DENSITÀ, CALORE E LAVORO) CON LE RELATIVE UNITÀ DI MISURA. CONOSCERE LA TEORIA PARTICELLARE, I PASSAGGI DI STATO E INTERPRETARE CORRETTAMENTE LE CURVE DI RISCALDAMENTO. CONOSCERE LA CLASSIFICAZIONE DEGLI ELEMENTI IN GRUPPI E PERIODI, METALLI E NON METALLI. RICORDARE NOME E SIMBOLO DEGLI ELEMENTI DEL E GRUPPO DEL SISTEMA PERIODICO E ALCUNI NON METALLI. CONOSCERE LE DEFINIZIONI DI MOLECOLA E COMPOSTO E SAPER DISTINGUERE ELEMENTI, COMPOSTI E MISCUGLI. SAPER ILLUSTRARE LE PRINCIPALI TECNICHE DI SEPARAZIONE.

2 4 Formule chimiche e valenza. Nomenclatura chimica essenziale: ossidi, perossidi, anidridi, idruri, idrossidi, idracidi, ossiacidi e sali. Legge di Lavoisier, legge di Proust, legge di Dalton, legge di Avogadro, legge generale dei gas perfetti. CONOSERE IL CONCETTO DI VALENZA, SAPER LEGGERE E SCRIVERE SEMPLICI FORMULE CHIMICHE E CONOSCERE LA NOMENCLATURA TRADIZIONALE DI ALCUNE CATEGORIE DI COMPOSTI (OSSIDI, ANIDRIDI, IDROSSIDI, ACIDI E SALI ). CONOSCERE LE LEGGI DI LAVOISIER, PROUST E AVOGADRO Le reazioni chimiche nel loro aspetto qualitativo, quantitativo e direzionale: bilanciamento e classificazione delle reazioni (di sintesi, di decomposizione, di sostituzione, di doppio scambio e di ionizzazione ). Cationi ed anioni. Alcuni importanti tipi di reazione per la formazione di ossidi, anidridi, idrossidi,ossiacidi e sali. I costituenti dell atomo,il numero atomico, il numero di massa e gli isotopi. Unità di massa atomica, pesi atomici, pesi molecolari e moli. Dalle moli ai grammi e viceversa. Composizione centesimale. Numero di Avogadro e volume molare. Rapporti ponderali e calcoli stechiometrici con il fattore limitante L'atomo e la scoperta delle particelle subatomiche. Dal modello atomico di Dalton al modello atomico di Thomson. Esperienza di Rutherford e modello atomico planetario. Modello atomico ad energia quantizzata. Principio di indeterminazione di Haisemberg, numeri quantici, orbitali atomici e ordine di riempimento degli orbitali. Configurazioni elettroniche, sistema periodico e proprietà degli elementi. La regola dell'ottetto e la simbologia di Lewis. Legami principali: ionico, covalente puro, covalente polare covalente dativo e metallico. Legami multipli e risonanza. Legami secondari: legame idrogeno, legame dipolo - dipolo e forze di Wan der waals. Teoria delle coppie elettroniche di repulsione e geometrie molecolari. SAPER SCRIVERE E BILANCIARE ALCUNE SEMPLICI REAZIONI CHIMICHE (REAZIONI PER LA FORMAZIONE DI OSSIDI, DI ANIDRIDI, DI OSSIACIDI E REAZIONI ACIDO- BASE ). CONOSCERE I CONCETTI RELATIVI ALL UNITÀ DI MASSA ATOMICA, ALLA MOLE, AL N. DI AVOGADRO, AL VOLUME MOLARE E SAPER SVOLGERE SEMPLICI CALCOLI STECHIOMETRICI. SAPER TROVARE LA % DEGLI ELEMENTI CONTENUTA IN UN COMPOSTO. CONOSCERE I COSTITUENTI DELL ATOMO, I PRINCIPALI MODELLI ATOMICI, IL PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE E SIGNIFICATO, FORMA E NUMERO DEGLI ORBITALI ATOMICI. SAPER RICAVARE LA CONFIGURAZIONE ELETTRONICA DEGLI ELEMENTI. CONOSCERE LA REGOLA DELL OTTETTO E ILEGAMI CHIMICI PRINCIPALI E SECONDARI CORRELATI CIASCUNO CON ALMENO UN ESEMPIO. SAPER PREVEDERE LA GEOMETRIA MOLECOLARE DI MOLECOLE SEMPLICI COME H O.

3 DISCIPLINA: CHIMICA E LABORATORIO CORSO SPERIMENTALE MICHELANGELO CLASSE QUARTA MICHELANGELO MODULO ARGOMENTO/CONTENUTI OBIETTIVI MINIMI 0 Nomenclatura chimica tradizionale. Le principali reazioni chimiche e il loro RIEPILOGO SU ALCUNI ARGOMENTI DEL PRECEDENTE ANNO SCOLASTICO: RIEPILOGO DI bilanciamento. CONOSCERE ALCUNE CATEGORIE DI ALCUNI L' unità di massa atomica, i pesi atomici, COMPOSTI (OSSIDI, IDROSSIDI, ACIDI, CONTENUTI DEL i pesi molecolari, la composizione SALI ) IL NOME E LA FORMULA DEGLI PRECEDENTE centesimale e le moli. ACIDI PIÙ COMUNI ( HCl, H S, H SO 4, ANNO Il numero di Avogadro, il principio di HNO, H CO ) DA CUI RICAVARE I Avogadro e il volume molare. Rapporti ponderali e calcoli stechiometrici. CORRISPONDENTI SALI. CONOSCERE IL SIGNIFICATO DI MOLE, DI MOLECOLA E SAPER FARE SEMPLICI CALCOLI Generalità sulle soluzioni. Soluzioni solide liquide, e gassose. Liquidi polari, non polari e loro miscibilità. Solubilità e soluzioni sature. La concentrazione delle soluzioni : g/l, %p/ p, % p/v, molarità e frazione molare. Semplici problemi del diluire e del mescolare. La velocità delle reazioni e la sua misura. Il meccanismo di reazione e l importanza dello stadio lento. Teoria degli urti e del complesso attivato. Energia di attivazione e diagrammi entalpici. Fattori che influenzano la velocità delle reazioni: natura dei reagenti, concentrazione, temperatura, superficie di contatto, pressione e volume, catalizzatori. Catalisi omogenea ed eterogenea. Legge cinetica e reazioni di ordine zero, ordine e ordine. Generalità sulla termodinamica. Sistemi termodinamici aperti, chiusi e isolati. Trasformazioni isoterme, isobare, isocore e adiabatiche. Reazioni eso ed endo energetiche. Il calorimetro e il calore scambiato in una reazione. Entalpia, entropia, energia libera e spontaneità delle reazioni. Gli alimenti (protidi, glucidi e lipidi) fonte energetica per la vita biologica. Combustibili fossili (petrolio, carbone e gas naturale) fonte energetica esauribile. Le reazioni di combustione e l inquinamento ambientale: piogge acide ed effetto serra. Il funzionamento delle marmitte catalitiche. Problematiche relative al controllo delle fonti energetiche esauribili. STECHIOMETRICI. POSSEDERE VALIDI CRITERI PER PREVEDERE LA MISCIBILITÀ DEI LIQUIDI E LA SOLUBILITÀ DEI SOLIDI. SAPERE COSA È UNA SOLUZIONE E QUANDO DIVENTA SATURA. CONOSCERE LA CONCENTRAZIONE MOLARE E SAPER FARE SEMPLICI CALCOLI RELATIVI ALLA PREPARAZIONE DI SOLUZIONI A DIVERSA CONCENTRAZIONE. COMPRENDERE L IMPORTANZA DEL CONTROLLO CINETICO DI UNA REAZIONE. SAPER CALCOLARE LA VELOCITÀ DI UNA REAZIONE E CONOSCERE LA TEORIA DEGLI URTI E DEL COMPLESSO ATTIVATO. CONOSCERE COME AGISCONO TUTTI I FATTORI CHE INFLUENZANO LA VELOCITÀ DELLE REAZIONI. COMPRENDERE L IMPORTANZA DEL CONTROLLO TERMODINAMICO DI UNA REAZIONE. SAPERE COS E UN SISTEMA TERMODINAMICO APERTO, CHIUSO E ISOLATO. SAPERE QUANDO UNA TRASFORMAZIONE È ISOTERMA, ISOBARA, ISOCORA ED ADIABATICA. CONOSCERE L ENTALPIA, L ENTROPIA, L ENERGIA LIBERA E SAPER PREVEDERE QUANDO UNA TRASFORMAZIONE È SPONTANEA TERMODINAMICAMENTE CONOSCERE LE PRINCIPALI FONTI ENERGETICHE PER LA VITA BIOLOGICA (ALIMENTI) E PER IL FUNZIONAMENTO DELLE MACCHINE TERMICHE (COMBUSTIBILI FOSSILI). CONOSCERE I PROBLEMI CONNESSI ALLE REAZIONI DI COMBUSTIONE E LE PRINCIPALI CAUSE DELL INQUINAMENTO AMBIENTALE (EFFETO SERRA E PIOGGE ACIDE).

4 Reazioni reversibili ed equilibrio chimico. Legge dell'azione di massa e sua derivazione cinetica. Costante di equilibrio e suo significato. Quoziente di reazione. Principio di Le Chatelier e fattori che influenzano l'equilibrio chimico: concentrazioni, temperatura, pressione e volume. Equilibri eterogenei, attività e coefficiente di attività. Calcoli sull equilibrio. Liquidi polari e apolari. Solubilità e precipitazione. Solubilità dei composti polari in acqua: rottura del reticolo cristallino e solvatazione. Elettroliti forti e deboli. Grado di dissociazione e legge delle diluizioni. Dal Kps alla solubilità e viceversa. Precipitazioni complete e selettive. Acidi e basi secondo Arrhenius, secondo Bronsted e secondo Lewis. Acidi e basi forti e deboli. Equilibri acido-base, costanti di acidità e di basicità. Prodotto ionico dell'acqua e Kw. Ph e scala di Ph. Calcolo del Ph di acidi e basi forti. Calcolo del Ph di acidi o basi deboli. Indicatori acido base e meccanismo d'azione. Calcolo dell intervallo di viraggio. Idrolisi. Formazione delle piogge acide e degrado dei monumenti calcarei e metallici. Reazioni che avvengono con scambio di elettroni. Numero di ossidazione: definizione e calcolo. Ossidazione e riduzione, ossidanti e riducenti. Equilibri redox e bilanciamento delle reazioni di ossidoriduzione. Elettrodi, potenziali elettrodici e serie elettrochimica degli elementi. Pila Daniel e f.e.m. di una pila. Elettrolisi. Corrosione secca e corrosione umida (galvanica ed atmosferica). Protezione passiva con rivestimenti protettivi. Protezione attiva: protezione catodica, anodica, con elettrodo sacrificale, zincatura. Instabilità dei nuclei e radioattività. Decadimento radioattivo e tempo di dimezzamento. Fissione nucleare,fusione nucleare e difetto di massa. Equazione di Einstein, utilizzazione dell'energia nucleare e rischio nucleare. Utilizzazione dei radioisotopi e datazione dei reperti archeologici con il carbonio 4. SAPERE COSA SONO LE REAZIONI REVERSIBILI E L EQUILIBRIO CHIMICO. CONOSCERE LA LEGGE DELL AZIONE DI MASSA E IL SIGNIFICATO DELLA COSTANTE DI EQUILIBRIO. CONOSCERE IL PRINCIPIO DI LE CHATELIER E SAPER DISCUTERE SUI FATTORI CHE INFLUENZANO L EQUILIBRIO CHIMICO. CONOSCERE GLI ELETTROLITI (FORTI E DEBOLI) E LE FASI DEL PROCESSO DI SOLUBILIZZAZIONE DEI SOLIDI CRISTALLINI IN ACQUA. SAPERE COS È UN EQUILIBRIO DI SOLUBILITÀ E IN QUALI CONDIZIONI SI VERIFICA UNA PRECIPITAZIONE. SAPER PASSARE DAL KPS ALLA SOLUBILITÀ E VICEVERSA. CONOSCERE IL CONCETTO DI ACIDITÀ E BASICITÀ SECONDO ARRHENIUS, BRONSTED E LEWIS. CONOSCERE ILCOMPORTAMENTO DI ACIDI E BASI FORTI E DEBOLI E SAPER SCRIVERE UN EQUILIBRIO ACIDO-BASE. SAPER INTERPRETARE LE COSTANTIN DI ACIDITÀ E BASICITÀ, CONOSCERE IL PRODOTTO IONICO DELL ACQUA, LA SCALA DI PH E SAPER CALCOLARE IL PH DI ACIDI E BASI FORTI. CONOSCERE GLI INDICATORI ACIDO-BASE E IL LORO FUNZIONAMENTO. CONOSCERE IL FENOMENO DELL IDROLISI NEI SUOI ASPETTI QUALITATIVI. CONOSCERE IL SIGNIFICATO DI OSSIDAZIONE, RIDUZIONE, SAPER CALCOLARE IL NUMERO DI OSSIDAZIONE E SAPER BILANCIARE UNA REAZIONE DI OSSIDORIDUZIONE. CONOSCERE L IMPORTANZA DELLA SERIE ELETTROCHIMICA DEGLI ELEMENTI E IL FUNZIONAMENTO DELLA PILA DANIEL. CONOSERE IL FENOMENO DELL ELETTROLISI E SAPER DESCRIVERE L ELETTROLISI DEL CLORURO DI SODIO FUSO. CONOSCERE IL FENOMENO DELLA CORROSIONE SECCA E DELLA PASSIVAZIONE. CONOSCERE IL FENOMENO DELLA CORROSIONE GALVANICA E LA TECNICA DI PROTEZIONE CON L ELETTRODO SACRIFICALE. CONOSCERE LA CAUSA DELL INSTABILITÀ DEI NUCLEI, L EQUAZIONE DI EINSTEIN E IL SIGNIFICATO DI FISSIONE E FUSIONE NUCLEARE. 4

5 0 Il ferro e le sue leghe Il rame e le sue leghe L argento e le sue leghe L oro e le sue leghe Il platino e il palladio Usi e lavorazioni dei metalli preziosi I prodotti ceramici tradizionali I leganti Il vetro La smaltatura Alcani Alcheni Alchini Dieni Aromatici benzenoidi Il petrolio Alogenuri alchilici e arilici Alcoli Fenoli Eteri Aldeidi e chetoni Acidi organici Esteri Grassi e detergenti Carboidrati Ammine Ammidi Nitrili Principali polimeri di addizione Polimeri di condensazione Gomme naturali e sintetiche Degrado e restauro di materiali lapidei Degrado e conservazione delle murature Degrado del calcestruzzo Degrado e conservazione del legno Degrado e restauro dei vetri Degrado e restauro delle ceramiche Restauro di materiali metallici Restauro di dipinti mobili e murali.