Degree Course (specify if 1st Cycle, 2nd Cycle, or one-tier, degree ect.):

Transcript

1 Scheda ECTS SUA Descrizone delle singole attività formative (Quadro B1 e sotto quadri) ECTS (in Italiano) Corso di Laurea dell Insegnamento (specificare se triennale, magistrale o a ciclo Unico): Magistrale a ciclo unico in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche Classe di Laurea: Classe LM-13 Farmacia e Farmacia industriale SSD (Settore scientifico disciplinare): CHIM/02 CHIMICA FISICA Dipartimento competente: Dipartimento di Scienze Farmaceutiche ECTS (in Inglese) Degree Course (specify if 1st Cycle, 2nd Cycle, or one-tier, degree ect.): Master's degree in Chemistry and Pharmaceutical Technology Degree Class: LM-13 Pharmacy and Industrial Pharmacy Scientific disciplinary Sector: CHIM/02 Physical Chemistry Department: Department of Pharmaceutical Sciences Nome del/dei docente/i: FORMOSO PATRIZIA Riferimenti del docente ( , ecc.): patrizia.formoso@unical.it Tel Name of the Teacher: FORMOSO PATRIZIA Contact details on the teacher ( , etc.): patrizia.formoso@unical.it Phone : Orario di ricevimento: lunedì : ore c/o stanza 7- cubo 17 D (dip.di Chimica e Tecnologie Chimiche - CTC) e anche SU APPUNTAMENTO VIA Eventuali altri docenti coinvolti: MANFREDI SABRINA Titolo dell'unità formativa: SPETTROSCOPIA CON ELEMENTI DI TERMODINAMICA E CINETICA CHIMICA Codice dell'unità formativa: Meeting schedule for students: Monday at c / o Room 7 - cube 17 D (Chemistry and Chemical Technology - CTC Department) and by appointment via any other teachers involved: MANFREDI SABRINA Title of the Teaching Unit: Spectroscopy with Elements of Thermodynamics and Chemical Kinetics Code of the Teaching Unit:

2 Tipo di unità formativa (di base o caratterizzante, affine, a scelta, altro): UNITA di BASE Propedeuticità: Per accedere all'insegnamento (lezioni ed esercitazioni) occorre avere preventivamente frequentato i corsi d insegnamento di MATEMATICA, FISICA e CHIMICA GENERALE ed INORGANICA. Livello dell'unità formativa (es. I, II, o III ciclo; ove pertinente, livello intermedio): Type of teaching Unit: BASIC TEACHING UNIT Level of the Teaching Unit: Anno di studio/corso (ove pertinente): 1 anno Anno/Semestre/Trimestre ove l'unità formativa viene erogata: A.A.2012/ SEMESTRE Year of study: 1 Year Year, Semester, trimester in which the teaching unit is provided A.A.2012/ SEMESTER Periodo: dal 4 MARZO 2013 al 28 GIUGNO 2013 Period: from March 4, 2013 to June 28, 2013 Ore di lezioni frontali: 48 Ore studio individuali: 102 Ore di laboratorio (ove pertinente): NON PREVISTE Numero di crediti formativi CFU/ECTS erogati: 6 CFU Lingua di insegnamento: ITALIANO Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): LEZIONI ED ESERCITAZIONI Modalità di frequenza (obbligatoria, facoltativa): OBBLIGATORIA Modalità di erogazione (frontale, a distanza, mista): Hours of lectures: 48 Hours of individual study: 102 Laboratory hours (where applicable): NOT PLANNED Number of Credits CFU/ECTS awarded: 6 CFU Teaching language: ITALIAN Organization of teaching (lectures, tutorials, laboratory, etc.): COURSE LECTURES AND PRATICAL EXERCICES Frequency mode (compulsory, optional): Compulsory Mode of delivery (front, at a distance, mixed):

3 FRONTALE FRONT Metodi di valutazione (Prova scritta, orale, ecc): Metodi di valutazione (Prova scritta, orale, ecc): Esame scritto e orale. Scritto con esercizi numerici ed il superamento Written and oral examination. The written test consists in della prova scritta è condizione necessaria per accedere all'esame orale numerical exercises similar to ones dealt with during the facoltativo. practical exercises related to the course lectures. Overcoming the written exam is a necessary condition to be admitted at the optional oral exam. Obiettivi formativi dell Unità formativa (risultati d'apprendimento previsti e Learning outcomes: competenze da acquisire): La scelta degli argomenti di lezione è in sintonia con le peculiari finalità culturali del corso di laurea e con la propedeuticità della CHIMICA FISICA rispetto alle discipline di forma professionale. Il criterio pratico a cui ci si è riferiti è quello di garantire una preparazione adeguata per comprendere gli argomenti chimico-fisici che hanno maggiore rilevanza nell'esercizio della professione e nelle attività di ricerca di quei settori a cui principalmente si rivolge il corso di laurea e cioè quello chimicofarmaceutico di sintesi e caratterizzazione dei farmaci, quello biochimico e quello farmacologico. La scelta dei contenuti è orientata a rendere lo studente capace di assimilare i principi della chimica fisica e di applicarli ai sistemi bio-chimici, utilizzando le conoscenze empiriche sul comportamento macroscopico della materia (grandezze energetiche, variazione dell'entropia, velocità di reazione etc) e le proprietà note a livello atomico, molecolare e spettroscopico. Al termine del corso lo studente deve acquisire i concetti chimico-fisici fondamentali della quantistica, della termodinamica, della cinetica e della spettroscopia che sono le basi per comprendere alcuni successivi argomenti degli insegnamenti a carattere biologico e biochimico, chimico farmaceutico, farmacologico, analitico e di caratterizzazione strutturale dei farmaci.e di impianti dell'industria farmaceutica. The choice of topics for lesson is in line with the specific cultural objectives of the degree course and the preparatory aspects of fundamental physical-chemical concepts respect to the disciplines of professional form. The practical criterion to which reference was made is to ensure adequate preparation to understand the physical-chemical topics that are most important in the professions and in research in those sectors which mainly looks at the degree course and that is what chemical-pharmaceutical synthesis and characterization of drugs, the biochemical one and the pharmacological. The choice of contents is geared to enable students to assimilate the principles of physical chemistry and apply them to biochemical sistems, using empirical knowledges on the macroscopic behavior of matter (energetic quantities, entropy change, reaction rate, etc.) and the known properties at the atomic, molecular and spectroscopic level. At the end of the course the student should to be able to use the fundamental physical-chemical concepts of quantum chemistry and physical principles of thermodynamics, kinetics and spectroscopy that are the basis for understanding some of the following topics of the courses of biochemistry, pharmaceutical chemistry, pharmacology, structural characterization of drugs and pharmaceutical techniques. Prerequisiti e co-requisiti: Prerequisities/Co-requsities:

4 Per accedere all'insegnamento (lezioni ed esercitazioni) occorre avere preventivamente frequentato i corsi d insegnamento di MATEMATICA, FISICA e CHIMICA GENERALE ed INORGANICA in modo da avere già una buona conoscenza dei principi di analisi matematica e delle nozioni di chimica e di fisica. Unità formative opzionali consigliate: For access to lectures and exercises must have previously attended the teaching Units of Mathematics, Physics and General Chemistry and Inorganic Chemistry in order to have a good knowledge of the principles of mathematics and the concepts of chemistry and physics. Other optional Teaching Units: Contenuti del corso/programma: Le leggi empiriche dei gas e il modello di gas ideale: Le leggi empiriche (Charles, Gay Lussac, Boyle). Concetto empirico di temperatura assoluta. L equazione di stato per il gas ideale. Elementi di teoria cinetica dei gas. Derivazione teorica dell'equazione di stato del gas ideale. Le miscele gassose a comportamento ideale. Content of the Program/Course: The properties of ideal and real gases. The ideal gas laws and Van der Waals equation of state. Ideal gas mixtures. Elements of kinetics molecular theory of gases. Il comportamento dei gas reali: Le deviazioni dal comportamento ideale e la loro origine. Le isoterme di un gas reale e le costanti critiche. L equazione di Van der Waals e le sue caratteristiche. Il 1 principio e la termochimica: Generalità e scopi della termodinamica chimica. Trasferimento di energia fra un sistema e l'ambiente. Lavoro associato a variazione di volume. Il calore. Definizione della temperatura. Prima definizione di funzione di stato. Energia interna di un sistema. Il 1 principio della termodinamica. La funzione energia interna, U. La convenzione dei segni. Applicazioni e conseguenze del 1 principio. Esperienza di Joule. Calore specifico e molare a volume costante. La funzione di stato entalpia, H. Calore specifico e molare a pressione costante. Relazione fra Cp e Cv. Dipendenza dei calori specifici dalla temperatura. Concetto di trasformazione reversibile del gas ideale. Espansione isoterma e reversibile del gas ideale. Espansioni isoterme e irreversibili del gas ideale. Espansione adiabatica e reversibile del gas ideale. L equazione di Kirchoff. Stati di riferimento e stati standard. Calore di formazione di una specie chimica. La legge di Hess. Il 2 principio della termodinamica: Prima definizione dell'entropia e 2 principio. Variazioni entropiche in trasformazioni reversibili e irreversibili. Il ΔS totale come criterio per stabilire la Thermodynamic. The three laws of Thermodinamics. Thermodynamic properties: Energy, Enthalpy, Entropy, Free Energy. Thermochemistry. Spontaneity and Chemical Equilibrium. Solutions properties. Kinetics. Experimental techniques for the determination of the rate equation, rate constant and its dependence from temperature. Basics of the theory of collision and of the transition state. Some fundamental Quantum Chemistry Concepts. Failure of classic mechanics. Duality wave-particle. Outlines of quantum mechanics (Schroedinger formalism). Atomic structure and atomic spectra. Radiation-matter interactions: basic concepts of atomic and molecular spectroscopy. Molecular structure. Electronic transitions. Rotational and vibrational spectra.

5 spontaneità di una trasformazione. La funzione di stato energia libera, G. Il ΔG come criterio per stabilire la spontaneità di una trasformazione. Significato fisico della funzione G. Calcolo dei ΔG di reazioni chimiche. Variazione dell'energia libera al variare della temperatura: l'equazione di Gibbs-Helmholtz. La 1egge dell'equilibrio chimico: La derivazione termodinamica della legge dell'equilibrio chimico. Relazione fra ΔG e Kp. Influenza della pressione sulla posizione dell'equilibrio. La costante di equilibrio in funzione delle concentrazioni, Kc. Relazione fra Kp e Kc. Influenza della temperatura sulla costante di equilibrio: equazione di Van't Hoff. Elementi di cinetica chimica: Velocità di reazione. Ordine di reazione. Costante di velocità. Reazioni del primo ordine. Reazioni del secondo ordine e successive. Metodi per stabilire l'ordine di una reazione. Il tempo di dimezzamento. Dipendenza delle costanti di velocità dalla temperatura. Fondamenti di meccanica quantistica e spettroscopia: Evidenze sperimentali non interpretabili in termini di fisica classica. Radiazione del corpo nero. Effetto fotoelettrico. Diffrazione degli elettroni. Spettri atomici. Postulati della meccanica quantistica. Equazione di Schrodinger. Principio di indeterminazione. La struttura degli atomi e delle molecole. Spettroscopia molecolare. Spettroscopia vibrazionale e rotazionale. Spettri elettronici. Letture consigliate o richieste: P. W. Atkins, J. De Paula: Elementi di Chimica Fisica 3 ediz.- Ed. Zanichelli, Bologna Suggested texts: P. W. Atkins, J. De Paula: Elementi di Chimica Fisica 3 ediz.- Ed. Zanichelli, Bologna P. W. Atkins: Chimica Fisica 4 ediz.- Ed. Zanichelli, Bologna 2004 P. W. Atkins: Chimica Fisica 4 ediz.- Ed. Zanichelli, Bologna 2004 Attività di apprendimento previste e metodologie didattiche: Planned learning activities and teaching methods: Le presentazioni in power point utilizzate durante le lezioni The power point presentations used during the lectures, a collection frontali, una dispensa di esercizi svolti e una raccolta dei testi degli esami of solved exercises and texts of examinations from previous years degli anni precedenti si trovano sul sito 'materiale didattico': inserire link can be found at 'teaching materials'. Metodi e criteri di accertamento del profitto: Durante il corso sono previste due verifiche scritte parziali (esoneri) che Methods and assessment criteria: There are in itinere two partial written tests that can replace the

6 possono sostituire l esame scritto finale. Tirocini/o: written final exam. Internships/placements: