Corsi di studio in
Farmacia - Chimica e tecnologia farmaceutiche

Lo scopo dell'insegnamento è fornire agli studenti i concetti fondamentali della termodinamica e della cinetica chimica, nonchè le basi della meccanica quantistica.

Ci si aspetta che l* student*:

- sia in grado di spiegare, anche attraverso l'uso di formalismi, le nozioni fondamentali relative a concetti di temperatura, calore ed energia, funzioni di stato e processi reversibili;

- sia in grado di padroneggiare i principi della termodinamica e l'utilizzo del potenziale chimico (energia libera) per descrivere equilibri (equilibrio chimico, diagrammi di fase, sistemi elettrochimici, membrane).

- sia in grado di ricavare l'ordine di una reazione, ricavare un'equazione di velocità applicado l'approssimazione dello stato stazionario e calcolare l'energia di attivazione di una reazione da dati sperimentali.

- sia in grado di padroneggiare e spiegare i principali concetti e strumenti della meccanica quantistica

- sia in grado di commentare l'andamento di un grafico ed il suo significato

Gli argomenti trattati, dopo un'introduzione sugli approcci microscopico e macroscopico per la descrizione del comportamento di un sistema, sono i seguenti:

1) I gas

I gas ideali. Le leggi dei gas: legge di Boyle, legge di Charles, legge dei gas perfetti. Teoria cinetica dei gas, miscele di gas ideali, pressioni parziali (legge di Dalton). I gas reali. Equazione di Van der Waals

2) Termodinamica classica

Energia potenziale di due particelle. Equilibrio meccanico, chimico e termico. Definizione di equazioni di stato. Processo reversibile e processo irreversibile.

I principio della termodinamicaLavoro e Calore. Processi adiabatici e non adiabatici. Funzioni di stato: energia interna, entalpia, capacità termiche a pressione e volume costante  (C_p e C_v). Termochimica.Entalpia standard, entalpie di reazione, processi endotermici e esotermici, entalpie di formazione, Legge di Hess.

II principio della termodinamica. Postulato di Kelvin e di Clausius. Ciclo di Carnot. Entropia. Energia libera di Gibbs. Energia libera di Helmholtz. Equazioni fondamentali della termodinamica. Dipendenza dalla pressione e dalla temperatura.

III principio della termodinamica. Teorema di Nerst. Entropia assoluta.

Termodinamica delle miscele Energia libera di una soluzione. Soluzioni ideali. Legge di Raoult. Legge di Henry. Soluzioni non ideali. Grandezze molali parziali. Attività e coefficiente di attività. Potenziale chimico. Sistemi aperti. Proprietà colligative.

Equilibri fisici. Le trasformazioni fisiche delle sostanze pure.I diagrammi di stato. Stabilità delle fasi e transizioni di fase. Equazioni di Clapeyron e di Clausius-Clapeyron. Fasi, componenti e gradi di libertà. I sistemi a due componenti. Miscele azeotropiche. Equilibri di membrana di Donnan. Potenziali di membrana.

Equilibrio chimico e Energia libera. Costante di equilibrio termodinamico. Equazione di Gibbs-Helmholtz.  Equazione di Van't Hoff.

3) Cinetica chimica. Velocità delle reazioni chimiche. Equazioni cinetiche, Ordine di reazione. Equazione di Arrhenius. Meccanismi di reazione. Teoria delle collisioni. Modello dello stato di transizione e del complesso attivato. Reazioni consecutive. Reazioni catalizzate da enzimi.

4) Introduzione alla meccanica quantistica. Postulati della meccanica quantistica. L'equazione di Schrödinger. Funzioni d'onda. Principio di indeterminazione. Gli orbitali molecolari. Schema degli O.M. di molecole semplici.

L'insegnamento consiste in una serie di lezioni frontali coadiuvate dalla proiezione di diapositive. Le diapositive sono volutamente sintetiche, e contengono i principali concetti, formule ed equazioni. Si consiglia di fare riferimento ad un libro di testo. E' consigliata la frequenza perchè a lezione vengono indicati quali sono i concetti principali assolutamente imprescindibili per il superamento dell'esame.

Circa 12 ore sono dedicate allo svolgimento alla lavagna di ezercizi numerici, propedeutici al superamento dell'esame scritto.

Nessuna prova in itinere. Esame scritto necessario per accedere all'orale, con il voto minimo di 18/30. I voti di scritto ed orale non fanno media matematica, in quanto il superamento dell'esame scritto è considerato soltanto un requisito minimo per accedere all'orale.  L'esame scritto non è verbalizzante e non ha scadenza. Gli studenti possono quindi superare l'esame scritto e sostenere poi l'orale senza limiti di tempo. 

L'esame scritto consiste di 6 esercizi (5 punti ad esercizio) da svolgere in non più di 2 ore. Nella valutazione viene considerato sia il risultato finale che lo svolgimento. E' quindi necessario riportare in modo chiaro lo svolgimento dell'esercizio. Portare calcolatrice e tavola periodica

L'esame orale è volto a valutare la comprensione da parte dello studente dei concetti fondamentali del corso, anche attraverso una buona padronanza delle funzioni ed equazioni sviluppate durante il corso. In genere si parte da domande molto generali sui concetti principali della termodinamica (es primo principio, energia libera etc), della cinetica (dipendenza della velocità di reazione da temperatura e concentrazione, cinetica enzimatica, etc) e della meccanica quantistica, a cui seguono domande più specifiche di approfondimento. E' necessaria una buona padronanza di formule e grafici, ma per il superamento dell'esame non è sufficiente uno studio mnemonico,  è richiesta una comprensione dei concetti principali.

Gli/le studenti/esse con DSA o disabilità, sono pregati di prendere visione delle modalità di supporto (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-con-disabilita) e di accoglienza (https://www.unito.it/accoglienza-studenti-con-disabilita-e-dsa) di Ateneo, ed in particolare delle procedure necessarie per il supporto in sede d’esame (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-con-disabilita/supporto-agli-studenti-con-disabilita-sostenere-gli-esami)

Ricevimento su appuntamento tramite e-mail.