Docente/i: Armando Buttafava  

Denominazione del corso: Chimica e biomateriali
Codice del corso: 062055
Corso di laurea: Ingegneria Biomedica
Settore scientifico disciplinare: CHIM/07
Crediti formativi: CFU 5
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Il corso si propone di fornire le nozioni fondamentali sui fenomeni chimici e chimico-fisici necessarie per la comprensione delle relazioni proprietà-struttura nei materiali e del loro comportamento nei sistemi biologici (biocompatibilità, degradazione ossidativa, corrosione ecc.).

Programma del corso

Richiami sulle formule chimiche e sulle reazioni
Peso atomico, peso molecolare, mole; significato quali-quantitativo della formula chimica e dell’equazione chimica.

Configurazione elettronica degli elementi e proprietà periodiche

Elementi di teoria del legame Chimico
Metodo del legame di valenza, legame ionico, legame covalente, legame covalente polarizzato, legame coordinativo, geometrie molecolari. Momenti dipolari. Legame metallico, elementi di teoria delle bande con il metodo degli orbitali molecolari. Legame di idrogeno, forze di Van der Waals e di dispersione.

Stati di aggregazione della materia
Stato gassoso: gas ideali e gas reali, equazione di stato dei gas perfetti, miscele gassose, legge di Dalton, calcoli PVT. Stato solido: Sistemi cristallini, reticoli di Bravais, strutture compatte, strutture di riferimento per cristalli ionici, cristalli covalenti (diamante, grafite, silicio, quarzo), metallici, molecolari. Cristalli liquidi. Stato liquido: tensione superficiale, bagnabilità, tensione di vapore.

Termodinamica, cinetica ed equilibrio chimico
Funzioni termodinamiche di stato; entalpie di formazione dei composti; calori di reazione; cicli termodinamici (legge di Hess); isoterma di reazione. L'equilibrio in fase gassosa, la costante di equilibrio, quoziente di reazione, effetto della temperatura. Cenni di cinetica chimica.

Soluzioni
Proprietà colligative. Soluzioni colloidali. Equilibri di solubilità (prodotto di solubilità). Equilibri acido-base, scala del pH, soluzioni tampone.

Equilibri di fase
Diagramma di stato dell’acqua. Analisi termica di leghe: diagrammi con eutettico e con solubilità totale nello stato solido.

Elettrochimica
Equilibri e potenziali di elettrodo; potenziali elettrochimici standard; equazione di Nernst; pile e accumulatori di interesse pratico. Elettrolisi.

Materiali
Composti organici ed inorganici di specifico interesse. Materiali polimerici e relazioni proprietà/struttura. Biopolimeri. Biocompatibilità e tecniche di biocompatibilizzazione.

Prerequisiti

Nozioni di base di matematica, in particolare elementi di calcolo differenziale ed integrale.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 30
Esercitazioni (ore/anno in aula): 20
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Materiale didattico fornito dal docente..

P. Silvestroni. Fondamenti di Chimica.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Due prove intermedie scritte. La prova orale è opzionale, per coloro volessero migliorare la valutazione derivante dalla media degli scritti.