Docente/i: Antonio Faucitano  

Denominazione del corso: Chimica e scienza dei materiali
Codice del corso: 062313
Corso di laurea: Ingegneria Civile, Ingegneria Meccanica
Settore scientifico disciplinare: ING-IND/22
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Il corso presenta una panoramica sulla Scienza dei materiali, con riferimento alle applicazioni tecnologiche e industriali. La prima parte del corso comprende alcuni argomenti fondamentali della Chimica Fisica, Inorganica ed Organica e costituisce la preparazione alla discussione delle proprietà chimiche e fisiche dei vari materiali. Obiettivo del corso è quello di dare una conoscenza di base dei diversi tipi di materiali, sia tradizionali che innovativi.

Programma del corso

Argomenti di base

• Richiami sugli aspetti quali-quantitativi delle formule chimiche e delle reazioni; stechiometria.
• Configurazione elettronica degli elementi, proprietà periodiche. Il legame chimico, geometrie molecolari, i momenti dipolari nelle molecole.
• Valenze e struttura di ossidi, idruri, anioni e cationi degli elementi del blocco s, p e della prima serie di transizione; cenni sui composti di coordinazione.
• Principali gruppi funzionali organici e idrocarburi.
• Leggi dei gas e delle miscele gassose ideali; gas reali. Sistemi cristallini, strutture di riferimento per cristalli ionici, covalenti, molecolari, metallici; equilibri di fase per sistemi ad un componente, equazione di Clapeyron, il diagramma di stato dell’acqua.
• Sistemi binari e soluzioni: il prodotto di solubilità; equilibri liquido vapore, legge di Raoult; equilibri liquido-gas: la legge di Henry. Abbassamenti crioscopici ed ebullioscopici; la pressione osmotica. Diagrammi di stato binari (analisi termica).
• Equilibri acido-base, scala del pH; pH di acidi e basi forti, acidi e basi deboli, idrolisi di cationi e anioni, soluzioni tampone.
• Termodinamica chimica: Costanti di equilibrio, entalpia, energia libera, entropia di reazioni.
• Elettrochimica: potenziali elettrochimici standard; equazione di Nernst; pile e accumulatori di interesse pratico; elettrolisi.
• Cinetica Chimica: equazioni cinetiche d 1° e 2° ordine; energia di attivazione, equazione di Arrhenius.
• Radiochimica: decadimenti radioattivi, cinetica del decadimento radioattivo, serie radioattive naturali. Effetti chimici e biologici delle radiazioni. La radioattività ambientale.

Parte speciale
Materiali polimerici; i metalli; le leghe ferrose: acciai, ghise, acciai inossidabili, il diagramma Fe/C, trattamenti termici; leghe di Cu, Sn, Zn, Al, Ti. Materiali ceramici ordinari e speciali; materiali leganti per l'edilizia.

Scienza dei materiali
Il modulo di "Scienza dei materiali" è tenuto dalla professoressa Michela Di Casa

Prerequisiti

Conoscenza degli strumenti matematici di base.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 50
Esercitazioni (ore/anno in aula): 10
Laboratori (ore/anno in aula): 0
Progetti (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Materiale didattico messo a disposizione dai Docenti.

P. Silvestroni. Principi di Chimica.

V. Lorenzelli. Risorse Materiali e Ambiente . Cenfor.

W.D. Callister. Scienza e ingegneria dei Materiali. 2002, EdiSES, Napoli.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Due prove intermedie seguite da colloquio orale alla fine del Corso.