della vita Attività 3

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1 PIANO NAZIONALE LAUREE SCIENTIFICHE (PNLS1) la scienza per una migliore qualità della vita Attività 3

2 Attività 3 - Laboratorio PLS di Chimica dei Materiali DESCRIZIONE DELL'ATTIVITÀ Nome Attività / Titolo: Laboratorio PLS di Chimica dei Materiali Anno scolastico/accademico: 2010/2011 Referente / Responsabile attività: LAUS Michele : michele.laus@mfn.unipmn.it Collegamento con altre discipline: Fisica, Matematica 19/11/2010 pnls1 sdm 2

3 Parole chiave: sintesi, nanoparticelle, cementi Descrizione sintetica: Sintesi e caratterizzazione di nanoparticelle d'oro / argento e di nanocompositi metallo-polimerici. Verranno sintetizzate nanoparticelle di oro / argento ( nanogold )/ ( nanosilver ) mediante riduzione con citrato trisodico / boroidruro. La formazione di nanoparticelle verrà confermata mediante effetto Tyndall e spettrofotometria UVvisibile. 19/11/2010 pnls1 sdm 3

4 Mescolando la sospensione di nanogold / nano silver con polivinilalcool sarà possibile ottenere un nanocomposito metallo-polimerico. Laboratorio di grafica molecolare. Simulazione teorica dell'attacco di acido acetico sulla superficie di ossido di titanio, usando un software di grafica molecolare (MolDraw) e i risultati di calcoli quantistici (già eseguiti). Gli studenti deducono le geometrie reali confrontando gli spettri IR teorici e sperimentali. 19/11/2010 pnls1 sdm 4

5 Laboratorio di chimica dei cementi L'attività si propone di mostrare agli studenti le caratteristiche tipiche dei materiali cementizi, in termini di grandezze sperimentalmente rilevabili e correlabili con la reattività. 19/11/2010 pnls1 sdm 5

6 Tipologia attività laboratorio PLS se altro: Classi coinvolte: secondarie di secondo grado se si è scelto secondaria di secondo grado: classi 3 a, classe 4 a, classe 5 a Stima numero studenti coinvolti: 60 Stima numero insegnanti coinvolti: 5 Numero studenti coinvolti: - Numero insegnanti coinvolti: - 19/11/2010 pnls1 sdm 6

7 Note sull'attività: sintesi e caratterizzazione di nanoparticelle d'oro e di nanocompositi metallopolimerici. La procedura prevede la preparazione di una soluzione di acido tetracloroaurico che viene aggiunta ad una soluzione di citrato trisodico riscaldata all'ebollizione. Si rileva lo spettro UVvisibile della sospensione rossa risultante. 19/11/2010 pnls1 sdm 7

8 Si aggiunge polivinilalcool alla sospensione, si riscalda sotto agitazione per sciogliere tutto il solido, si versa la sospensione viscosa in uno stampo e si evapora in stufa fino ad ottenere un film. sintesi e caratterizzazione di nanoparticelle d'argento e di nanocompositi metallo-polimerici 19/11/2010 pnls1 sdm 8

9 La procedura prevede la preparazione di una soluzione di nitrato d'argento che viene aggiunta goccia a goccia ad una soluzione di sodio boroidruro raffreddata in un bagno di ghiaccio. Viene poi registrato lo spettro UV-visibile della sospensione gialla risultante. Si aggiunge polivinilalcool alla sospensione, si riscalda sotto agitazione per sciogliere tutto il solido, si versa la sospensione viscosa in uno stampo e si evapora in stufa fino ad ottenere un film. 19/11/2010 pnls1 sdm 9

10 Laboratorio di chimica dei cementi L'attività prevede in particolare l'esecuzione da parte degli studenti di esperimenti specificamente rivolti a valutare: i tempi di presa di materiali diversi rispetto alla differente composizione chimica il calore di idratazione di diversi materiali cementizi le proprietà tessiturali (porosità) 19/11/2010 pnls1 sdm 10

11 l'uso di additivi fluidificanti e rivolti alla riduzione dell'acqua di impasto 19/11/2010 pnls1 sdm 11

12 Inserimento laboratorio PLS: Laboratorio già progettato e realizzato nel PLS precedente? Sì Obiettivi del laboratorio: Lo studente viene allenato al lavoro di gruppo (10-12) in differenti esperimenti sulla sintesi e caratterizzazione di nanoparticelle di Ag e Au e di nanocomposti metallo-organici, sulla chimica dei cementi, e sulla grafica molecolare. 19/11/2010 pnls1 sdm 12

13 L'analisi guidata nella fase di sperimentazione e di analisi dei risultati contribuisce al trasferimento di competenze sull'argomento della chimica dei materiali, autonomia e giudizio critico per lo studente. 19/11/2010 pnls1 sdm 13

14 Modalità di verifica del raggiungimento degli obiettivi da parte di ciascuno studente: Numero previsto di ore per lo studente in presenza di docenti della scuola, dell'università, altri esperti: N /11/2010 pnls1 sdm 14

15 Note: La partecipazione al laboratorio PLS implica da parte dello studente una presenza attiva agli esperimenti per un tempo minimo di 8 ore complessive, 4 ore per ciascuno dei 3 esperimenti sulla sintesi e caratterizzazione di nanoparticelle di Ag e Au e di nanocomposti metallo-organici, la chimica dei cementi, la grafica molecolare. 19/11/2010 pnls1 sdm 15

16 Estrattore in fase solida 19/11/2010 pnls1 sdm 16

17 Bilancia termogravimetrica 19/11/2010 pnls1 sdm 17

18 Spettroscopia IR 19/11/2010 pnls1 sdm 18