MIUR - Piano Lauree Scientifiche (PLS)

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1 MIUR - Piano Lauree Scientifiche (PLS) Università di Bologna Area Chimica Dipartimento di Chimica Industriale Toso Montanari Coordinamento generale - Dr.ssa Elena Strocchi Prof.ssa Carla Boga Coordinamento per Faenza - Prof. Daniele Nanni PROGRAMMA AA Piano Lauree Scientifiche Organizzazione Generale Periodo (durante interruzione attività didattica) gennaio-febbraio 2018 (in funzione delle sedi) mattino e/o pomeriggio (2-4 ore) Studenti coinvolti gruppi di studenti Studenti delle 4 e 5 classi Luoghi di svolgimento Laboratori didattici dei Corsi di Laurea Bologna Faenza Rimini 1

2 Piano Lauree Scientifiche Chimica Industriale Organizzazione del Progetto multicampus Destinatari del progetto: Studenti di Scuola Superiore (4 e 5 ) Insegnanti di Scuola Superiore Distretti dell Emilia-Romagna che afferiscono al Multicampus dell Università di Bologna (Bologna, Faenza, Rimini) Piano Lauree Scientifiche Dipartimento di Chimica Industriale Toso Montanari Chimica Industriale Faenza Bologna Rimini FAENZA - La Chimica e i Materiali: dall esperienza quotidiana alle applicazioni del futuro - Prof. Daniele Nanni daniele.nanni@unibo.it Tel / BOLOGNA La Chimica nella vita di tutti I giorni è scienza per il futuro - Dr. Elena Strocchi elena.strocchi@unibo.it Tel prof.ssa Carla Boga carla.boga@unibo.it RIMINI - I metodi della Chimica attraverso esperienze guidate di laboratorio - Prof. Riccardo Tarroni riccardo.tarroni@unibo.it Tel BOLOGNA Corso di Formazione per Insegnanti: La Progettazione Didattica come strumento di innovazione dell apprendimento della Chimica - Prof. Sergio ZAPPOLI sergio.zappoli@unibo.it Tel

3 Sede di FAENZA La Chimica e i Materiali: dall esperienza quotidiana alle applicazioni del futuro LABORATORI PROPOSTI Modulo 1: I nanomateriali (dr.ssa P. Benito Martin) lezione introduttiva: 1 ora + esperienza Modulo 2: Il mondo dei coloranti organici (prof. D.Nanni, prof. M.Comes-Franchini) lezione introduttiva: 1 ora + esperienza laboratorio: 2 ore Modulo 3: I polimeri, sintesi del nylon (dr.t.benelli) lezione introduttiva: 1 ora+ esperienza Coordinamento Prof. Daniele Nanni daniele.nanni@unibo.it Tel Modulo 4: La chimica dei saponi (dr. S.Cerini) lezione introd: 30 min + esperienza Modulo 5: La sferificazione (prof. R.Berardi) lezione introduttiva: 1 ora + esperienza Modulo Laboratorio 1: I nanomateriali Responsabile: dr. Patricia Benito Martin Lezione introdutt.: 1 ora Dimensioni metriche e nanometriche; nanotecnologie come insieme di metodi e tecniche per manipolazione proprietà chimico-fisiche dei nanomateriali; confronto coi materiali tradizionali introduzione alle proprietà ottiche dei nanomateriali introduzione alle tecniche spettrofotometriche illustrazione dei 2 approcci ai materiali nanostrutturati: 1) BOTTOM UP; 2) TOP DOWN perchè la nanotecnologia ha successo i ragazzi sintetizzeranno nanoparticelle di oro seguiranno il loro processo di aggregazione e la variazione di colore delle soluzioni analizzandole allo spettrofotometro e al DLS. osserveranno il comportamento di un ferrofluido. Al termine dell esperienza gli studenti saranno in grado di conoscere: sintetizzare nanoparticelle capire perchè il colore delle soluzioni di nanoparticelle cambia individuare una sospensione colloidale e l origine del fenomeno registrare spettri UV-vis allo spettrofotometro U8Ao 3

4 Modulo Laboratorio 2: Il mondo dei coloranti organici: dall'indaco ai jeans Responsabili: prof. Daniele Nanni; prof. M.Comes-Franchini Lezione introd.: 1 ora caratteristiche chimiche delle fibre tessili; caratteristiche dei coloranti; caratteristiche dei coloranti; colore come risultato dell assorbimento di molecole organiche uso dei coloranti; inconvenienti pratici (estrazione dei coloranti naturali; produzione; instabilità ai lavacci e luce) coloranti sintetici e industria dei coloranti; chimica dei coloranti ed impulso all analisi della struttura molecolare indaco e sue caratteristiche chimiche (estratto naturale non colorato, lo diventa dopo idrolisi e ossidazione) e prima sintesi industriale i ragazzi sintetizzeranno l indaco (insolubile in acqua) dopo trattamento con un agente riducente per ottenere prima leucoindaco. Useranno questa soluzione per tingere l asciugatura all aria permette all ossigeno di trasformare il leucoindaco in indaco dando colore alla stoffa Al termine dell esperienza gli studenti saranno in grado di conoscere: conoscere le caratteristiche dei coloranti e la ragione dei diversi colori perche alcune sostanze colorano e altre no Modulo Laboratorio 3: I materiali polimerici: il nylon Responsabile: dr. Tiziana Benelli Lezione introdutt. : 1 ora caratteristiche chimiche dei polimeri materiali di largo uso, strutturali e per usi speciali nuovi polimeri: poliammidi (nylon); caratteristiche chimiche e fisiche; applicazioni poliaamidi aromatiche (Kevlar e Nomex) i ragazzi sintetizzeranno il polimero nylon 6,10 (usato in imballaggi e fibre tessili) con la tecnica della polimerizzazione interfacciale, che avviene a temperatura ambiente. Gli studenti, per ottenere le fibre di nylon, preleveranno il film di polimero che si forma all interfase delle 2 soluzioni usate per la sintesi e lo arrotoleranno fino all esaurimento dei reagenti osserveranno la variazione di comportamento dei materiali a bassa temperatura con azoto liquido le caratteristiche chimiche dei polimeri e delle poliammidi l influenza sulla reazione di polimerizzazione del solvente usato, della concentrazione dei reagenti e dell utilizzo di tensioattivi conoscere il comportamento dei materiali variando la temperatura 4

5 Modulo Laboratorio 4: Fare chimica facendo saponi Responsabile: dr. Stefano Cerini Lezione introduttiva: 1 ora Laboratorio: 2 ore caratteristiche chimiche degli esteri ed in particolar modo dei trigliceridi caratteristiche chimiche dei saponi tensioattivi e micelle: comprensione dell'azione lavante Gli studenti, misceleranno una soluzione alcalina acquosa con una miscela di olii. Tale emulsione verrà agitata fino ad ottenere una massa uniforme le caratteristiche chimiche dei trigliceridi e dei saponi i ragazzi eseguiranno l'idrolisi alcalina di una miscela di trigliceridi (olii vegetali). Tale reazione viene condotta a 40 C. Modulo Laboratorio 5: Alginati e sferificazione: dai biopolimeri alla gastronomia molecolare Responsabili: prof. Roberto Berardi Lezioni introd.: 1 ora - Laboratorio: 2 ore proprietà e caratteristiche di biopolimeri e polisaccaridi Differenze tra la cellulosa e alginato di sodio tecnica della sferificazione Potenzialita e applicazioni di questi biopolimeri concetti di chimica di coordinazione dei metalli, caratteristiche di colloidi e gel Come avviene la gelificazione di una soluzione di alginato di sodio in presenza di ioni calcio. Fenomeni di diffusione e influenza del ph sulla stabilità dei gel di alginato gli studenti verranno introdotti alla tecnica della sferificazione Ogni studente eseguirà: la preparazione di soluzione di ClCa2 e di alginato di Na Sferificazione della soluzione di alginato di Na verifica delle caratteristiche delle sferette -gel Caratteristiche di biopolimeri come l alginato di Na Capire perche avviene la sferificazione Conoscere la differenza tra soluzioni, colloidi e gel 5