Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
CHIMICA INDUSTRIALE


6

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 48 0 0 102

Periodo

AnnoPeriodo
III anno2 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
02/03/201512/06/2015

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
caratterizzanteDiscipline chimiche industriali e tecnologicheCHIM/043
caratterizzanteDiscipline chimiche inorganiche e chimico-fisicheCHIM/033


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. ZECCA MARCOCHIM/03Dipartimento di Scienze Chimiche

Altri Docenti

Non previsti.

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste.

Bollettino

Chimica inorganica, Chimica organica 1, Chimica organica 2

Scopo del corso è di introdurre le conoscenze di base sulla catalisi industriale omogenea, con particolare riferimento all'impiego dei composti metallorganici, ed eterogenea, con particolare riferimento alle condizioni gas-solido. Per entrambe le classi verranno illustrati i fenomeni fondamentali alla base dell'azione catalitica, anche attraverso la descrizione di processi catalitici industriali esemplari, sia omogenei che eterogenei. Nel caso dei catalizzatori omogenei particolare attenzione sarà rivolta alle relazioni fra struttura molecolare e prestazione catalitica. Nel caso dei catalizzatori eterogenei l'attenzione sarà rivolta alla loro costituizione, ai principali parametri morfologici e chimico-fisici da cui dipende la prestazione catalitica, ai problemi di stabilità in condizioni di processo, ai possibili effetti del trasporto di massa. Al termine del corso gli studenti dovrebbero conoscere quali tipi di catalizzatori sono utili per alcune classi di reazioni, come i catalizzatori attivano i reagenti ed evolvono durante il processo catalitico, come possano controllare la regio- e stereo-chimica delle reazioni, come preservare o ripristinare la loro attività e selettività.

Il corso verrà svolto mediante lezioni frontali (48 ore, in italiano) con uso della lavagna classica. Al momento non è prevista la proiezione di diapositive, per cui si raccomanda agli studenti di raccogliere appunti personali di lezione.

Cenni di cinetica chimica. Attività e selettività nei catalizzatori; concetto di sito attivo; il ciclo catalitico. Importanza economica e ambientale della catalisi. Catalisi omogenea: processi di auto-ossidazione metallo-catalizzata. Catalisi metallorganica: metallo carbonili; regola dei 16-18 elettroni; polarizzazione di CO e alcheni per coordinazione; dissociazione di leganti, addizione ossidativa, eliminazione riduttiva; inserzione migratoria, β- e α‑eliminazione. Idroformilazione: basicità e ingombro sterico delle fosfine e loro ruolo nei catalizzatori modificati. Idrogenazione dell'etilene con il complesso di Wilkinson; sintesi industriale di L-DOPA e Metolachlor; natura cinetica dell'enantioselezione. Polimerizzazione stereospecifica di alcheni con catalizzatori “single-site” e Ziegler-Natta Catalisi eterogenea: funzionalità, natura chimica e costituzione dei catalizzatori. Fisisorbimento: misura dell'area superficiale di solidi. Chemisorbimento: generalità e teoria elettronica del chemisorbimento sulla superficie dei metalli di specie atomiche e molecolari (CO, diazoto); principio di Sabatier; isoterma di Langmuir. Catalizzatori acidi: allumino-silicati; forza dei siti acidi; chemisorbimento di idrocarburi. Catalizzatori non supportati: area superficiale nei solidi non porosi; area superficiale di un solido poroso; fenomeni di diffusione, regime cinetico e diffusivo, efficienza e modulo di Thiele. Catalizzatori supportati: supporto e sue caratteristiche; dispersione e profili di distribuzione del componente attivo. Principali fenomeni di disattivazione dei catalizzatori eterogenei e loro rigenerazione. Zeoliti: microporosità, selettività di forma, disattivazione e rigenerazione in continuo nel processo FCC. Marmitte catalitiche: generalità, catalizzatori a "tre vie", meccanismo di ossidazione di CO su Rh o Pd. Processo SCR Catalisi bifunzionale: reforming catalitico.

Esame orale

Gli elementi considerati nella valutazione dei colloquio orale sono i seguenti: 1) capacità e prontezza di inquadramento degli argomenti in discussione; 2) capacità di sviluppare gli argomenti in discussione in modo autonomo; 3) sicurezza nell'esposizione; 4) livello di dettaglio raggiunto nell'illustrazione degli argomenti in discussione; 5) capacità di collegamento logico fra concetti e argomenti diversi, anche secondo schemi non necessariamente messi in evidenza durante le lezioni; 6) uso appropaito del linguaggio, di concetti teorici e modelli.

Francesco Neve, Chimica di coordinazione-Dalla teoria alla pratica. : Piccin, Gadi Rothenberg, Catalysis - Concepts and Green Applications. Weinheim (D): Wile-VCH, 2008 Ib Chorkendorff, J.W. (Hans) Niemantsverdriet, Concepts of Modern catalysis and Kinetics, 2nd edition. Weinheim (D): Wiley-VCH, 2007

Dispensa del docente sulla parte di catalisi eterogenea.