PROGRAMMAZIONE DELLE DISCIPLINE CHIMICHE

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1 I. I. S. S. A. DE PACE - LECCE TECNICO CHIMICO BIOLOGICO ANNO SCOLASTICO CLASSE 5 TCB sez. B PROGRAMMAZIONE DELLE DISCIPLINE CHIMICHE Prof. Giovanni Sgueglia

2 PROFILO PROFESSIONALE DEL TECNICO CHIMICO BIOLOGICO La figura professionale che si definisce attraverso il corso di post -qual ifica è caratterizzata da un ampio ventaglio di competenze di base, tanto nell area chimica quanto in quella biologica, ed è culturalmente preparata al continuo aggiornamento richiesto dalla molteplicità degli aspetti del mondo operativo del settore e dalla rapidità con la quale tali aspetti si evolvono. La conoscenza dei principi fondamentali di tutte le discipline necessarie per una formazione di base versatile, favorisce lo sviluppo di capacità di orientamento di fronte a problemi nuovi e prepara ad affr ontare gli approfondimenti necessari per il conseguimento di competenze più specialistiche conseguibili attraverso contestuali e ulteriori percorsi formativi differenziali. Questa figura professionale è pertanto in grado di: Partecipare responsabilmente al lavoro organizzato Documentare e comunicare nelle forme più idonee gli aspetti tecnici del proprio lavoro Operare nelle varie fasi del processo analitico chimico e microbiologico, dal campionamento al referto, Leggere ed interpretare disegni di impianti di produzione chimici e biotecnologici, Collaborare alla conduzione dei suddetti impianti anche con compiti di controllo, utilizzando le tecnologie opportune

3 Adeguare la propria preparazione al continuo evolversi delle conoscenze tecnico-scientifiche Correlare i contenuti disciplinari alle relative applicazioni tecnologiche In particolare per questi ultimi due aspetti il Tecnico Chimico e Biologico è in grado di comprendere nella loro globalità i problemi della salvaguardia dell ambiente e della tutela della salute e di operare con responsabilità collaborando alla loro risoluzione. Al proprio livello operativo può essere inserito: nei laboratori di analisi con compiti di controllo nei settori chimico, merceologico, biochimico, microbiologico, farmaceutico, cosmetico, chimico-clinico, ecologico e dell igiene ambientale Negli impianti di produzione delle industrie chimiche e biotecnologiche con compiti di cooperazione alla loro conduzione e controllo Nelle industrie e nei laboratori di ricerca e di analisi di enti pubblici e di strutture private

4 I.I.S.S. A. DE PACE - LECCE TECNICO CHIMICO - BIOLOGICO CHIMICA FISICA E LABORATORIO CLASSE V SEZ. B Ore di lezione Previste 99 Al termine del corso l alunno è in grado di Approfondire le conoscenze relative alla cinetica chimica e agli ordini di reazione Obiettivi generali Metodi d insegnamento Comprendere i meccanismi di interazione tra radiazione e materia Comprendere il funzionamento della strumentazione per spettroscopia UV-Vis, IR, AA Saper definire una reazione redox e bilanciarla Conoscere i meccanismi alla base dei metodi elettrochimici Saper utilizzare la strumentazione per eseguire l analisi potenziometrica L attività didattica si svolgerà secondo la programmazione modulare predisposta Ogni modulo è presentato previamente agli alunni, indicando per ogni obiettivo da perseguire e risultati attesi, tale da condividere le scelte con gli alunni. Alle lezioni frontali, si alternano momenti di ricerca online ed attività di laboratorio. Strumenti di verifica E Valutazione Per la verifica si farà ricorso a Test aperti e a risposta multipla Relazioni di laboratorio Interrogazioni alla lavagna e domande estemporanee dal posto. Colloqui. Osservazione sistematica dell alunno durante l attività didattica La valutazione fa riferimento alla griglia di valutazione predisposta dal collegio dei docenti; inoltre si tiene conto dell interesse e della partecipazione al dialogo educativo mostrato durante l attività didattica, della puntualità nell esecuzione delle consegne assegnate.

5 Contenuti Modulo n. 1 Elementi di cinetica chimica U.D. 1 Velocità di reazione e fattori che la influenzano U.D. 2 Complesso attivato e catalisi U.D. 3 Energia di attivazione e temperatura Modulo n. 2 Spettroscopia U.D. 1 Lo spettro magnetico; l'interazione materia-energia tecniche sperimentali U.D. 2 Spettroscopia molecolare e UV- visibile con esperienze di laboratorio U.D. 3 Spettroscopia atomica in emissione e in assorbimento con esperienze di laboratorio U.D. 4 Spettroscopia molecolare IR con esperienze di laboratorio Modulo n. 3 Elettrochimica U.D. 1 Le pile; potenziali redox; equazione di Nernst; calcolo della f.e.m. U.D. 2 Elettrolisi: leggi di Faraday; aspetti quantitativi U.D. 3 Applicazioni analitiche: conduttometria e potenziometria Prof. Giovanni Sgueglia Disciplina: Chimica fisica e laboratorio Docente: Prof. Giovanni Sgueglia Libro di testo: Pasquetto Patrone Chimica fisica Vol. 3 Zanichelli

6 I.I.S.S. A. DE PACE - LECCE TECNICO CHIMICO - BIOLOGICO IMPIANTI DI BIOTECNOLOGIA CLASSE V SEZ. B Ore di lezione Previste 66 - Obiettivi generali Metodi d insegnamento Al termine del corso l alunno deve essere in grado di: Conoscere cosa è un processo fermentativo. Conoscere gli enzimi e il loro meccanismo d azione. Conoscere i principali microrganismi utilizzati per le bioproduzioni. Conoscere la varie fasi di produzione industriale. Acquisire nozioni generali sulle tecniche di recupero dei prodotti. Conoscere le tipologie e le caratteristiche dei principali fermentatori in funzione dei diversi processi. Conoscere le caratteristiche principali e le funzioni svolte dal bireattore. Conoscere quali sono le variabili da controllare negli impianti di fermentazione ed individuare opportuni sistemi di controllo e regolazione. Conoscere le principali produzioni biotecnologiche: di sintesi, farmaceutiche e agroalimentari L attività didattica si svolgerà secondo la programmazione modulare predisposta. Ogni modulo è presentato agli alunni, indicando per ognuno obiettivi da perseguire e risultati attesi, tale da condivi derne le scelte. Alle lezioni frontali, si alterneranno momenti di ricerca online di alcuni riferimenti normativi. Strumenti di verifica Per la verifica si è fatto ricorso a Test aperti e a risposta multipla Interrogazioni alla lavagna e domande estemporanee dal posto. Colloqui. Temi Osservazione sistematica dell alunno durante l attività didattica

7 Valutazione La valutazione ha fatto riferimento alla griglia di valutazione predisposta dal collegio dei docenti; inoltre si è tenuto conto dell interesse e della partecipazione al dialogo educativo mostrato durante l attività didattica, della puntualità nell esecuzione delle consegne assegnate. Contenuti Modulo n. 1 La fermentazione Il processo fermentativo. Enzimi meccanismo d azione. Principali microrganismi utilizzati per le bioproduzioni. Modulo n. 2 I fermentatori Generalità sui fermentatori. Esempi di fermentatori: strumentazioni e controllo di processo. Caratteristiche principali e le funzioni svolte dal bireattore. Variabili da controllare negli impianti di fermentazione ed individuare opportuni sistemi di controllo e regolazione. Tipologie e le caratteristiche dei principali fermentatori in funzione dei diversi processi. Modulo n. 3

8 Modulo n. 4 I processi biotecnologici Produzioni biotecnologiche Cenni storici Le materie prime Le fasi di produzione Un impianto biotecnologico: le varie fasi di produzione industriale Etanolo : produzione del vino e della birra Acido citrico Acetone e butanolo Amminoacidi: acido glutammico, lisina Proteine SCP e HFCS Antibiotici: penicillina. Depurazione delle acque reflue Produzione di biogas Prof. Giovanni Sgueglia Docente: Prof. Giovanni Sgueglia Disciplina : Impianti di biotecnologia Libro di Testo : Tagliaferri Grande Biotecnologie Zanichelli

9 I.I.S.S. A. DE PACE - LECCE TECNICO CHIMICO - BIOLOGICO PROCESSI E TECNOLOGIE INDUSTRIALI CHIMICHE CLASSE V SEZ. B Ore di lezione 66 Obiettivi generali Metodi d insegnamento Al termine del corso l alunno è in grado di conoscere le apparecchiature fondamentali degli impianti chimici e i principi del loro funzionamento; conoscere le operazioni fondamentali che caratterizzano i processi industriali chimici e i principi fisici e/o chimico-fisici su cui si basano; comprendere le problematiche chimiche, impiantistiche e tecnologiche connesse alle produzioni industriali; aver consapevolezza delle relazioni esistenti fra attività industriali e impatto ambientale; conoscere i trattamenti fisici e chimici fondamentali per la depurazione delle acque per uso civile e industriale; possedere le nozioni basilari relative ad alcuni processi industriali di notevole rilevanza. L attività didattica è svolta secondo la programmazione modulare predisposta. Ogni modulo è presentato agli alunni, indicando per ognuno obiettivi da perseguire e risultati attesi, tale da condividerne le scelte. Alle lezioni frontali, si sono alternati momenti di ricerca online di alcuni riferimenti normativi. Strumenti di verifica e Valutazione Per la verifica si è fatto ricorso a Test aperti e a risposta multipla Interrogazioni alla lavagna e domande estemporanee dal posto. Colloqui. Osservazione sistematica dell alunno durante l attività didattica La valutazione fa riferimento alla griglia di valutazione predisposta dal collegio dei docenti; inoltre si tiene conto dell interesse e della partecipazione al dialogo educativo mostrato durante l attività didattica, della puntualità nell esecuzione delle consegne assegnate.

10 Contenuti : Modulo 1 Introduzione Il processo e l'impianto chimico industriale Modulo 2 Acque civili e industriali U.D. 1 Proprietà e caratteristiche delle acque naturali U.D. 2 Acqua potabile - Trattamenti delle acque - Resine a scambio ionico, addolcitori e dissalatori U.D. 3 Le acque per impianti termici Modulo 3 Aria liquida U.D. 1 Proprietà, conservazione e preparazione dell'aria liquida U.D. 2 Processo Linde e processo Claude U.D. 3 Distillazione frazionata dell'aria liquida Modulo 4 Derivati dell'azoto U.D. 1 Ammoniaca: proprietà e sintesi U.D. 2 Acido nitrico: proprietà e preparazione Modulo 5 Gas di sintesi U.D. 1 Definizione e proprietà del gas di sintesi U.D. 2 Gas di sintesi da idrocarburi: conversione con O 2 e reforming con acqua U.D. 3 Alcol metilico e altri usi del gas di sintesi

11 Modulo n. 6 Petrolio Generalità sulla composizione chimica e sull origine. Lavorazione del petrolio greggio. Frazionamento del petrolio. Schema di processo dell unità di topping. Schema di un impianto di distillazione sotto vuoto dei residui di topping Cracking: generalità, reazioni del cracking catalitico e del cracking termico. Reforming di frazioni del petrolio. Altre utilizzazioni delle frazioni del petrolio: benzine cheroseni gasoli oli combustibili lubrificanti minerali Modulo n. 7 Acido solforico Importanza industriale dell acido solforico Aspetti chimici e chimico-fisici del processo parametri operativi La cinetica e la termodinamica della reazione chimica Aspetti economici e loro influenza sulla scelta del processo La successione dei principali apparecchi e macchinari costituenti l impianto

12 Aspetti chimici e chimico-fisici del processo Parametri operativi Cinetica e termodinamica di reazione Reazione acido catalizzata. Colonna di catalisi Separazione dell azeotropo Aspetti economici e la loro influenza sulla scelta del processo Prof. Giovanni Sgueglia Docente: Prof. Giovanni Sgueglia Disciplina : Processi e tecnologie industriali chimiche Libro di Testo : Stocchi Chimica Industriale Vol. 1 Edisco