Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
CHIMICA INDUSTRIALE


9

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 44 20 18 81

Periodo

AnnoPeriodo
III anno2 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
02/03/201512/06/2015

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
affine/integrativo Nessun ambitoCHIM/029


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. GENNARO ARMANDOCHIM/02Dipartimento di Scienze Chimiche

Altri Docenti

DocenteCoperturaSSDStruttura
Prof. SANTI SAVERIOIstituzionaleCHIM/02Dipartimento di Scienze Chimiche

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste.

Bollettino

Conoscenze di matematica (Matematica), di termodinamica (Chimica fisica I) e di meccanica (Fisica Generale I).

Il corso è finalizzato all’approccio alla termodinamica di non equilibrio, per acquisire le conoscenze necessarie per lo studio dei processi industriali, con riferimento sia alle trasformazioni fisiche che a quelle chimiche. Per quanto riguarda le trasformazioni chimiche, l'insegnamento tende a fornire le conoscenza relative alle principali tipologie di reazioni complesse in fase gas e in fase condensata, delle teorie fondamentali della cinetica chimica e loro interpretazione meccanicistica, delle relazioni struttura-reattività e degli effetti del mezzo di reazione. Inoltre l'insegnamento cercherà di fornire allo studente le conoscenze necessarie per eseguire in laboratorio le misure cinetiche di base e interpretare le informazioni disponibili in pubblicazioni scientifiche e monografie. Per quanto riguarda le trasformazioni fisiche l'insegnamento fornirà le conoscenze di base per la descrizione dei fenomeni di trasporto e la capacità di impostare e risolvere il bilancio per le proprietà fisiche più importanti per le quali vale il principio di conservazione.

Le lezioni teoriche e gli esercizi in aula saranno integrati da alcuni esperimenti di cinetica chimica. Le lezioni teoriche sono svolte con l’ausilio della proiezione di diapositive.

Parte A (4 CFU) Effetto della temperatura sulla velocità di reazione. Equazioni di van't Hoff e Arrhenius; effetto di T in reazioni complesse. Legge di distribuzione di Boltzmann. Teoria delle collisioni. Cenni di termodinamica statistica: le funzioni di partizione. Teoria della velocità assoluta. Teoria di Lindemann-Christiansen. Postulato di Hammond. Formulazione termodinamica della teoria dello stato di transizione. Interpretazione dei parametri termodinamici di attivazione: reazioni di sostituzione nucleofila SN1 e SN2. Effetti del mezzo. Effetto solvente: variazione del momento di dipolo, teoria di Kirkwood. Ioni in soluzione: teoria di Debye-Hückel e teoria elettrostatica. Effetto della pressione idrostatica. Principi di NMR. Frequenza di Larmor e Zeeman splitting. NMR pulsato. Spostamento chimico e molteplicità. NMR dinamico: determinazione della dinamica dell’equilibrio e dell’energia di attivazione della N,N-dimetilformammide (DMF). La teoria di Marcus. Esperienze di laboratorio. Cinetica di idrolisi di un alogenuro alchilico terziario: - effetto della temperatura; - effetto del solvente. NMR dinamico: cinetica di scambio della N,N-dimetilformammide. Parte B (5 CFU) Bilanci dei processi industriali: bilanci di materia in regime stazionario. Classificazione dei processi ed equazione generale di bilancio. Bilanci in assenza di reazioni chimiche. Bilanci in presenza di reazioni chimiche. Bilanci di energia; bilanci in assenza ed in presenza di reazioni chimiche. Fenomeni di trasporto: regime transitorio e stazionario. Trasporto di quantità di moto: moto dei fluidi reali, diffusività della quantità di moto, perdite di carico, equazioni del moto in situazioni diverse; cenni al moto turbolento. Trasporto di calore: diffusività termica, conduzione, equazioni del trasporto in condizioni diverse, trasmissione tra le fasi, trasporto per convezione. Regime transitorio. Irraggiamento.

L'esame sarà orale sugli argomenti svolti a lezione e sulle esperienze condotte in laboratorio.

La valutazione della preparazione dello studente si baserà sulla sua comprensione degli argomenti svolti a lezione e sulla capacità d'illustrare le principali teorie cinetiche, ricavare la legge cinetica delle principali tipologie di reazioni complesse, impostare e risolvere il bilancio per le proprietà fisiche più importanti per le quali vale il principio di conservazione, eseguire in laboratorio semplici esperimenti di base e redigere relazioni chiare e concise sugli esperimenti svolti in laboratorio.

R.B. Bird; W.E. Stewart, E.N. Lightfoot, Fenomeni di trasporto. Milano: Ambrosiana, 1970 K. S. Laidler,, Chemical Kinetics. http://www.abebooks.com: Prentice Hall, 1989 K. A. Connors, "", VCH, Chemical Kinetics. New York: VCH, 1990

Le dispense dei docenti e le slide usate a lezione vengono messe a disposizione dello studente. Saranno suggeriti alcuni testi di approfondimento.