Chimica Fisica (Laurea a ciclo unico in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche)

PARTE I : Equilibrio e Termodinamica

Descrizione di sistemi macroscopici

Natura della Termodinamica. Sistema termodinamico e ambiente. Stato di un sistema e proprietà termodinamiche. Variazione delle proprietà del sistema e processo termodinamico.

La prima legge della Termodinamica

Calore e lavoro. Energia interna e prima legge della termodinamica. Lavoro di compressione e di

espansione di un gas a temperatura costante. Espansione isoterma reversibile.

Entalpia e cambiamento di stato a pressione costante.  Capacità termiche.

Termochimica. Legge d' Hess. Entalpie di formazione. Entalpia  standard di reazione. Utilizzo dei dati termochimici. Calorimetria. Effetto della temperatura sull’entalpia di reazione.

La seconda legge della Termodinamica

Processi spontanei ed  entropia. L’entropia è una funzione di stato.

Il secondo principio della termodinamica. Variazioni di entropia in processi reversibili. Variazioni di entropia in processi irreversibili. Criterio di spontaneita'.

Equilibrio ed energia di Gibbs.

Definizione di energia di Gibbs. Criterio di spontaneità in termini di energia di Gibbs.  Dipendenza dell’energia di Gibbs da pressione e temperatura. Il potenziale chimico. Gli equilibri di fase nelle sostanze pure. Diagrammi di fase per sistemi ad un componente: equazione di Clapeyron. L’equazione di Clausius-Clapeyron

Le miscele

Grandezze parziali molari. Soluzioni ideali e legge di Raoult. Deviazioni positive e negative dalla legge di Raoult . Legge di Henry. Regola delle fasi. Diagrammi di fase per sistemi a due componenti. La regola della leva. Diagrammi P-T-composizione. Gli azeotropi. La distillazione delle miscele. I diagrammi di stato liquido-liquido. I diagrammi di stato liquido-solido. Le proprietà colligative.

      Equilibrio chimico

Grado di avanzamento di una reazione. Derivazione dell’espressione generale per la condizione di equilibrio.  Costante di equilibrio ed energia di Gibbs standard di reazione.  Effetto della temperatura sulla costante di equilibrio ed equazione di  van't Hoff . Effetto della pressione.

 

PARTE II: Cinetica chimica

La velocita di reazione. Legge di velocità e costante di velocità. Ordine di reazione.  Le reazioni del primo ordine . Le reazioni del secondo ordine. Il tempo di dimezzamento. Reazioni elementari e meccanismi di reazione.

Cinetica di reazioni complesse

Le reazioni consecutive; l'approssimazione     dello   stato stazionario.  Il pre-equilibrio.

Catalisi enzimatica ed equazione  di Michaelis- Menten  

Dipendenza della velocita' dalla Temperatura e legge di Arrhenius. Energia di attivazione e fattore di frequenza.

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TESTO CONSIGLIATO

-Peter W. Atkins - CHIMICA FISICA - Zanichelli.