CORSO DI LAUREA E CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN
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CORSO DI LAUREA E CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI MILANO BICOCCA FACOLTA’ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI REGOLAMENTO DIDATTICO E PROGRAMMI DEGLI INSEGNAMENTI DEL CORSO DI LAUREA E CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE (D.M. 270/2004) Anno Accademico 2012 – 2013 _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 1 _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 2 INDICE Presentazione ed organizzazione del Corso di Laurea Triennale Programmi degli insegnamenti Pag.4 Pag.12 Presentazione ed organizzazione del Corso di Laurea Magistrale Pag.22 Programmi degli insegnamenti Pag.27 Informazioni utili: La sede dei corsi di laurea, triennale e magistrale, è situata presso il Dipartimento di Scienza dei Materiali (Ed.U5) Via R.Cozzi 53 20123 Milano Lo studente potrà ricevere ulteriori informazioni presso: Segreteria didattica del corso di laurea Telefono: +39.2.6448.5158 Fax: +39.2.6448.5400 e-mail: segreteria. [email protected] sito web: http://www.stc.unimib.it Avvertenze: I dati riportati in questa edizione sono aggiornati a Luglio 2012. Eventuali variazioni di rilievo successive a quanto riportato verranno comunicate con avvisi affissi nella bacheca ufficiale del CdL. Ulteriori informazioni sono anche reperibili sul sito web o rivolgendosi direttamente alla Segreteria Didattica, 1° piano ed.U5. _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 3 Università degli Studi di Milano-Bicocca Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali CORSO DI LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE, CLASSE L-27 REGOLAMENTO DIDATTICO – ANNO ACCADEMICO 2012/2013 Presentazione Il Corso di laurea in Scienze e Tecnologie Chimiche appartiene alla Classe delle lauree in Scienze e Tecnologie Chimiche (classe L - 27) e ha, di norma, una durata di tre anni. Al termine degli studi, dopo aver acquisito 180 crediti formativi universitari (cfu) è conferita la qualifica accademica di Dottore in Scienze e Tecnologie Chimiche, che da la possibilità o di accesso all'esame di ammissione alla Laurea Magistrale o a un Master di I livello. Per l'acquisizione dei crediti sono previsti non più di 20 esami, più le prove per la conoscenza della lingua straniera, la prova finale e l’attività di tirocinio. Obiettivi formativi specifici e descrizione del percorso formativo Il Corso di laurea in Scienze e Tecnologie Chimiche ha l’obiettivo di assicurare allo studente un’adeguata padronanza di metodi e contenuti scientifici generali, nonché l’acquisizione di specifiche conoscenze professionali. Il Corso di laurea è articolato in una serie d’attività formative di base e attività dedicate all'approfondimento di tematiche specifiche. Ogni anno sono previsti 60 cfu d’attività formative. Le attività di base prevedono 52 cfu e quelle caratterizzanti 70 cfu per un totale di 122 cfu. I rimanenti 58 cfu sono suddivisi tra quelli a scelta autonoma dello studente (12 cfu), le attività affini e integrative (28 cfu), la lingua straniera (6 cfu), altre conoscenze utili per l’inserimento nel mondo del lavoro (1 cfu) e quelli per le attività di tirocinio e prova finale. Le attività formative prevedono contenuti congrui con gli obiettivi professionali e una distribuzione dei relativi crediti negli ambiti delle discipline matematiche, chimiche metodologiche e di processo ed economiche. Esse sono organizzate in modo che il laureato possa • • • • • • • • acquisire un’adeguata formazione di base nei settori chimici tradizionali (chimica analitica, fisica, generale, inorganica e organica); acquisire gli strumenti metodologici che consentano la riqualificazione delle proprie conoscenze; acquisire gli strumenti per relazionare le conoscenze chimiche con le altre discipline scientifiche e tecniche; apprendere le problematiche dello sviluppo sostenibile; acquisire un’adeguata formazione nei settori più moderni della chimica (per esempio: analisi di sicurezza nell’industria di processo, chimica dei processi biotecnologici, tossicologia dei prodotti chimici e protezione ambientale nei processi chimici); acquisire conoscenze in aree di sempre maggior rilevanza nell’industria chimica, quali quelle economiche (per esempio: marketing, sistemi di gestione industriale e di certificazione); essere in grado di collaborare, con compiti tecnici, operativi e professionali, in attività industriali e di ricerca applicata; essere in grado di utilizzare almeno una lingua dell’Unione Europea, oltre l’italiano, nell’ambito specifico di competenza e per lo scambio d’informazioni _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 4 • • generali; possedere adeguate competenze e strumenti per la comunicazione e la gestione dell’informazione; essere capaci di lavorare in gruppo, di operare con definiti gradi di autonomia e di inserirsi prontamente nel mondo del lavoro. Conoscenza e capacità di comprensione Il laureato sarà sicuramente a conoscenza della chimica di base per quanto riguarda i settori scientifico disciplinari (SSD) che fanno riferimento alla chimica analitica, fisica, inorganica e organica. Il laureato sarà in possesso di cognizioni fondamentali di matematica e fisica idonee per permettere un completo apprendimento delle loro applicazioni teoriche e pratiche in campo chimico. Avrà inoltre competenze e abilità generali nel campo della sicurezza nei laboratori, dell'uso delle comuni attrezzature di laboratorio, nell'utilizzo delle schede di sicurezza dei diversi prodotti chimici e del loro smaltimento. Le competenze disciplinari più importanti riguarderanno naturalmente la chimica analitica, fisica, inorganica e organica. In particolare, in chimica analitica saprà definire i concetti relativi ai parametri di qualità di un metodo analitico quali: accuratezza, sensibilità e selettività; conoscerà i principi e la strumentazione delle principali tecniche analitiche e alcuni dei metodi di analisi quantitativa. Il laureato acquisirà le competenze chimico fisiche relative ai principi della termodinamica, alla correlazione tra proprietà molecolari e comportamento macroscopico della materia, alle leggi che regolano l'equilibrio chimico e le velocità delle reazioni, alle basi fisiche dell'interazione tra radiazione e materia e alla trasformazione di energia chimica in elettrica. Le competenze di chimica inorganica saranno volte alla conoscenza della terminologia chimica e della nomenclatura, delle reazioni chimiche, della struttura atomica e della classificazione delle diverse tipologie di legame. Il laureato avrà anche familiarità con i concetti di mole, di concentrazione, di pH, di solubilità e sarà a conoscenza delle caratteristiche e proprietà dei principali elementi e dei loro composti inorganici. Dagli insegnamenti di chimica organica il laureato apprenderà i fondamenti della nomenclatura, della struttura tridimensionale, delle proprietà chimiche e fisiche di molecole e acquisirà le conoscenze necessarie per interpretare e razionalizzare le reazioni organiche in termini di meccanismi di reazione e delle fondamentali correlazioni tra struttura e reattività. Sarà in grado di prevedere il decorso di una reazione razionalizzandone anche gli aspetti stereochimici. Il laureato apprenderà la corretta terminologia biochimica, delle basi molecolari dei sistemi e dei processi biologici, delle vie metaboliche principali e loro integrazioni. Acquisirà inoltre i concetti fondamentali dell'impiantistica chimica, di qualità e certificazione, di controllo ambientale, di sicurezza negli impianti chimici di produzione, di principi di economia e marketing. Il laureato conseguirà anche un'adeguata conoscenza di una lingua straniera della'Unione Europea che gli permetterà di scambiare informazioni generali. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Sulla base delle conoscenze acquisite il laureato sarà in grado di eseguire applicazioni del calcolo differenziale e integrale per funzioni di una o più variabili, di risolvere semplici problemi numerici legati allo studio delle proprietà chimiche fondamentali e usare comuni strumenti di calcolo. Nel settore fisico saprà effettuare analisi dimensionali, eseguire semplici calcoli sulle grandezze, usare correttamente la strumentazione di misura, trasferire e registrare dati acquisiti con le misure e interpolarli. In chimica analitica saprà suggerire idee e soluzioni a problemi analitici utilizzando le tecniche e le metodologie più comuni, saprà giustificare la scelta della tecnica ritenuta più idonea e sarà in grado di documentare il risultato analitico rappresentandone il valore con l'accuratezza associata. In chimica fisica saprà acquisire e interpretare i dati scientifici utilizzando tecniche e metodologie chimico-fisiche, eseguire calcoli elementari di bilancio energetico, determinare costanti d'equilibrio e costanti cinetiche, elaborare e presentare dati sperimentali con l'aiuto di software grafici e di presentazione. In chimica inorganica saprà usare la nomenclatura IUPAC, le espressioni di concentrazione ed eseguire calcoli stechiometrici, preparare soluzioni a concentrazione definite ed eseguire misurazioni con alcune tecniche strumentali. In chimica organica le competenze acquisite gli permetteranno di eseguire: separazioni e purificazioni standard nonché separazioni e identificazioni con tecniche strumentali moderne; sarà in grado di preparare, purificare e caratterizzare composti semplici. In biochimica saprà acquisire dati di assorbimento ottico per _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 5 dosaggi di proteine e acidi nucleici; sarà in grado di valutare l'effetto di inibitori enzimatici e d'individuare le tecniche appropriate per la separazione e purificazione di macromolecole biologiche. Complessivamente avrà acquisito le competenze per maneggiare in sicurezza le sostanze inorganiche e organiche, incluso il loro corretto smaltimento. Con riferimento alle materie affini e integrative, il laureato sarà in grado di leggere un bilancio economico e la valutazione economico-finanziaria di progetti d'investimento e ricerca, di sviluppare attraverso la conoscenza di analisi specifici e del linguaggio specialistico operazioni di marketing strategico e operativo. Saprà trasferire i contenuti delle principali norme in materia di qualità e illustrare l'integrazione delle norme ISO 9000 con altri modelli di gestione aziendale; sarà in grado di valutare gli effetti della progettazione degli impianti chimici sull'impatto ambientale e la sicurezza degli operatori. Con le conoscenze chimico fisiche associate a quelle impiantistiche il laureato sarà in grado d'impostare semplici bilanci di materia ed energia e schemi a blocchi di un impianto con simbologia UNICHIM. Autonomia di giudizio L'insieme delle conoscenze e competenze acquisite permetterà al laureato di valutare in modo sufficientemente autonomo e originale un insieme di problematiche che non riguardano il solo ambito scientifico o tecnologico specifico delle discipline chimiche, ma anche quelli di economia, marketing, qualità, certificazione, controllo ambientale e sicurezza dell'impiantistica chimica. S'intende che le valutazioni riguarderanno gli aspetti meno complessi e appare ovvio che saranno di conseguenza adeguate, pur affrontando anche temi in ambito sociale, etico e lavorativo. Abilità comunicative Il laureato sarà sicuramente in grado di comunicare in un contesto essenzialmente tecnico scientifico e commerciale specifico utilizzando non solo rapporti scritti, ma attraverso l'utilizzo dei software grafici e di presentazione. Tale comunicazione potrà avvenire non solo in italiano, ma sarà anche possibile attraverso una lingua dell'Unione Europea, nell'ambito specifico di competenze e per lo scambio d'informazioni generali (questo sarà raggiunto attraverso il congruo numero di crediti dedicati alla conoscenza della lingua straniera). Queste capacità di trasmettere informazioni e idee si sono sviluppate durante l'iter didattico essenzialmente attraverso relazioni di laboratorio, esami scritti e orali e verificate durante l'esposizione della prova finale. Capacità di apprendimento Il laureato possiederà solide conoscenze e competenze di base per quanto riguarda i SSD relativi alla chimica analitica, fisica, inorganica e organica e capacità più che sufficienti per quanto riguarda la matematica e la fisica per poter accedere o a master o a una laurea magistrale. Le ulteriori capacità negli ambiti affini e integrativi oltre ad arricchire e integrare il bagaglio culturale potranno essere interessanti e importanti strumenti per incoraggiare un possibile accesso a lauree magistrali differenti da quelle delle classi di scienze chimiche e ingegneria chimica. Il laureato avrà raggiunto una maturità culturale da poter di accedere a studi successivi in cui alto grado di autonomia e capacità di concentrazione sono requisiti fondamentali per il raggiungimento dell'obiettivo. Il corso è accreditato Chemistry Eurobachelor. Profili professionali e sbocchi occupazionali Il corso prepara alle professioni di: 2.1.1.2.1 Chimici e professioni assimilate I laureati del corso di laurea oltre che poter conseguire ulteriori conoscenze e competenze metodologiche e formative, accedendo ai Corsi di laurea magistrali, potranno anche essere inseriti sia in piccole, medie e grandi imprese sia in Enti pubblici con le seguenti mansioni: addetto ad analisi complesse (laboratorio di controllo), ricercatore junior (laboratori di sviluppo), conduttore (impianti pilota), responsabile (in reparti di produzione), responsabile _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 6 controlli (in stabilimento), commerciale (sviluppo prodotti presso il cliente, assistenza postvendita, sviluppo del mercato e applicazioni) addetto alla logistica e di magazzino, addetto ufficio acquisti del settore materie prime e prodotti chimici. Norme relative all’accesso Le Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali delle università italiane hanno concordato di effettuare una prova di valutazione nazionale delle conoscenze scientifiche di base. Tale prova è finalizzata a favorire l'inserimento nel percorso didattico e permetterà di organizzare specifiche attività di supporto da offrire alle matricole per le quali si evidenziassero eventuali carenze. La prova consiste in domande a risposta multipla di carattere matematico-logico e sarà effettuata nelle date che saranno pubblicate alla pagina web www.scienze.unimib.it. Per coloro che non superassero la prova di verifica sono previste, prima dell'inizio delle lezioni, attività formative di recupero con ulteriore prova di verifica. Coloro che, non superando la prova di valutazione delle conoscenze di base, non superassero neanche l’esame di Matematica, previsto al primo anno del presente Regolamento, non potranno sostenere alcun esame degli anni successivi. Organizzazione del Corso di laurea Attività formative di base, caratterizzanti e affini L’iter formativo del corso di laurea consiste in attività di base per 52 cfu, caratterizzanti per 70 cfu per un totale di 122 cfu. Le attività affini e integrative prevedono 28 cfu di cui 8 cfu dedicati a competenze d’impiantistica chimica e gli altri 20 a scelta. Le attività a scelta autonoma dello studente (12 cfu), la lingua straniera (3 cfu corso di livello base e 3 cfu di corso di livello avanzato), altre conoscenze utili per l’inserimento nel mondo del lavoro (1 cfu), le attività di tirocinio (8 cfu) e prova finale (3 cfu) sono obbligatorie. Insegnamenti Al primo anno gli insegnamenti obbligatori sono: Matematica I (8 cfu), Matematica II (8 cfu), Fisica I (8 cfu), Chimica generale e Laboratorio (12 cfu), Lingua straniera I e II (6 cfu), Chimica organica I (8 cfu) e a scelta dello studente (6 cfu). Lo studente, inoltre, dovrà scegliere o Complementi di Chimica organica (4 cfu) o Sistemi di gestione industriale e certificazione (4 cfu). Al secondo anno gli insegnamenti obbligatori sono: Chimica analitica (8 cfu), Chimica fisica I (8 cfu), Fisica II (8cfu), Chimica fisica II e Laboratorio (12 cfu), Chimica inorganica I (8 cfu), Chimica organica II (8 cfu), Altre conoscenze utili per l’inserimento nel mondo del lavoro (1 cfu), A scelta dello studente (6 cfu). Al terzo anno gli insegnamenti obbligatori sono: Operazioni unitarie fondamentali (8 cfu), Chimica organica III e Laboratorio (8 cfu), Elementi di biochimica (6 cfu), Chimica analitica strumentale e Laboratorio (12 cfu), Tirocinio e Prova finale (11 cfu). Lo studente, inoltre, dovrà scegliere o Chimica fisica III e Laboratorio (8 cfu) e Chimica inorganica II e Laboratorio (8 cfu) o Controllo ambientale e sicurezza (5 cfu), Economia e gestione imprese chimiche (6 cfu) e Marketing nell’industria chimica (5 cfu). Attività a scelta autonoma dello studente Per quanto riguarda i 12 cfu relativi alle attività formative a scelta (art. 10, comma 5, lettera a), lo studente potrà decidere di usufruire o degli insegnamenti offerti nei differenti Corsi di Laurea triennale dell’Ateneo o di integrare il tirocinio. Per conseguire l’accreditamento europeo (Eurobachelor) gli studenti dovranno aggiungere almeno 4 cfu a quelli già previsti per le attività di tirocinio. Lingua straniera In conformità con la delibera del Senato Accademico del 3 Luglio 2006, gli studenti devono acquisire i 3 cfu relativi alla conoscenza della lingua straniera - previsti dal Regolamento Didattico del corso di studio - prima di poter sostenere gli esami del secondo e del terzo anno (Sito web di riferimento: www.didattica.unimib.it, Corsi ed esami di lingue d’Ateneo). Oltre alla _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 7 verifica comune a tutti i corsi di laurea è prevista una successiva verifica (con l’acquisizione di altri 3 cfu) che consiste nella presentazione da parte dello studente di un certificato di categoria europea B2. Questa certificazione potrà essere sostituita da quella ottenibile con il superamento di un esame di lingua inglese presso questa l’università. Per la preparazione dell’esame è possibile frequentare un corso d’insegnamento organizzato dall’ufficio lingue dell’ateneo. Tirocinio Le attività di tirocinio costituiscono uno strumento didattico specifico finalizzato a completare la formazione dello studente in campo chimico, integrando le competenze acquisite attraverso gli insegnamenti frontali e di laboratorio con un percorso di formazione-lavoro, anche presso imprese, che sviluppi contestualmente la sua capacità di collaborare, con compiti tecnici, operativi e professionali, in attività industriali e di ricerca. Lo stage è svolto sotto la guida di un supervisore interno o esterno all'Ateneo e comporta l'acquisione di 8 cfu. La frequenza allo stage è obbligatoria e viene certificata dal supervisore. Forme didattiche La didattica potrà essere svolta nelle seguenti forme: - lezioni frontali in aula, coadiuvate da strumenti audio-visivi multimediali; - lezioni ed esercitazioni di laboratorio; - esercitazioni in aula; - attività di tirocinio individuali di norma presso strutture esterne; - attività bibliografica e di laboratorio dedicata alla prova finale; - didattica assistita dal calcolatore; - didattica a distanza. L’acquisizione delle competenze e delle professionalità da parte degli studenti è valutata in crediti formativi, di seguito denominati cfu, che rappresentano il lavoro d’approfondimento dello studente, comprensivo delle attività formative attuate dal corso di laurea e dell’impegno riservato allo studio personale o da altre attività formative di tipo individuale. Un cfu corrisponde a 25 ore di lavoro complessivo, distribuite tra ore di lezione frontale, esercitazioni, attività di laboratorio, studio individuale, attività di stage e tirocinio. Le attività didattiche sono organizzate in insegnamenti. Un insegnamento comprende di norma attività didattiche frontali, esercitazioni in aula e attività di laboratorio per le quali valgono le seguenti corrispondenze: 1 cfu di attività didattica frontale: 8 ore 1 cfu di esercitazione in aula: 12 ore 1 cfu di laboratorio: 12 ore 1 cfu di attività di tirocinio: 25 ore Modalità di verifica del profitto Le modalità di verifica del profitto degli studenti possono prevedere: • per le discipline relative alle attività formative di base, caratterizzanti, affini o integrative e a scelta dello studente , una prova d’esame, scritta e/o orale con votazione in trentesimi; • per l'attività di tirocinio e delle attività legate alla prova finale: verifica della frequenza, relazione scritta e/o orale e parere del docente-tutore; Diverse articolazioni delle modalità di esame potranno in ogni caso essere deliberate dalle strutture didattiche competenti. Frequenza E’ obbligatoria la frequenza a tutti i laboratori. Per frequenza obbligatoria si intende la partecipazione ad almeno il 85% dell'attività didattica. La frequenza del Laboratorio di Chimica Generale è subordinata alla conoscenza della stechiometria che sarà verificata, con opportuna prova, prima dell’inizio delle attività sperimentali del laboratorio stesso. Piano di studio Il piano di studio è l’insieme delle attività formative obbligatorie, delle attività previste come opzionali e delle attività formative scelte autonomamente dallo studente in coerenza con il _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 8 regolamento didattico del corso di studio. Allo studente viene automaticamente attribuito un piano di studio all’atto dell’iscrizione al primo anno, che costituisce il piano di studio statutario. Successivamente lo studente deve presentare un proprio piano di studio con l’indicazione delle attività opzionali e di quelle a scelta. Il piano di studio è approvato dalla Facoltà. Le modalità e le scadenze di presentazione del piano sono definite dall’ Ateneo. Il diritto dello studente di sostenere prove di verifica relative a una attività formativa è subordinato alla presenza dell’attività stessa nell’ultimo piano di studio approvato. Per quanto non previsto si rinvia al regolamento d’Ateneo per gli studenti. Propedeuticità Lo studente è tenuto a rispettare, nell’espletamento degli esami, le propedeuticità indicate nel presente Regolamento, qui di seguito riportate: Per sostenere l’esame di: Bisogna aver superato l’esame: Matematica II Fisica I Fisica II Tutti gli insegnamenti di Chimica Chimica Organica II Chimica Organica III e Lab. Chimica Inorganica II e Lab. Chimica Analitica Strumentale e Lab. Chimica Fisica II e Lab. Chimica Fisica III e Lab. Elementi di Biochimica Operazioni Unitarie Fondamentali Matematica I Matematica I Fisica I Chimica Generale e Lab. Chimica Organica I Chimica Organica II Chimica Inorganica I Chimica Analitica Chimica Fisica I Chimica Fisica II e Lab. Chimica Organica II Chimica Fisica II e Lab. Attività di orientamento e tutorato Sono previste attività di orientamento utili per l’inserimento nel mondo del lavoro per 1 cfu. Tutorato Il Consiglio di Coordinamento Didattico del Corso di Laurea potrà organizzare, sotto l’egida della Facoltà di Scienze MFN, una serie di incontri di studio tra immatricolati e studenti senior, iscritti nei segmenti di alta formazione (laurea specialistica, dottorato, master) e selezionati in base ai loro curricoli scolastici, ove si svolgono attività di orientamento disciplinare sotto la guida dei docenti ufficiali. Questa specifica attività di tutoraggio riguarda di norma alcuni degli insegnamenti disciplinari di base di Chimica e di Fisica del primo anno e di Matematica del I e II anno; la frequenza è facoltativa, anche se fortemente consigliata. Orientamento per la scelta della prova finale Per indirizzare gli studenti verso una scelta consona alle loro aspettative e alle loro caratteristiche individuali, il Consiglio di Coordinamento Didattico presenta nella guida dello studente un elenco dettagliato di possibili temi e organizza una volta all’anno una presentazione sia degli argomenti di ricerca entro cui tali temi si collocano sia dei laboratori o gruppi di ricerca presso cui si svolge l’attività. Orientamento relativo al mondo del lavoro Tale attività si esplica in seminari, incontri ed esperienze guidate con esponenti del mondo del lavoro, delle professioni e degli ordini su vari temi quali: le competenze richieste nei diversi ambienti di lavoro; i principi di diritto del lavoro; la comunicazione in differenti contesti organizzativi e di lavoro, ecc. Scansione delle attività formative e appelli d'esame L’attività didattica di un anno accademico è suddivisa in due semestri. Al termine del primo, ovvero nel mese di febbraio, e del secondo, nei mesi di giugno e luglio e settembre, sono previste sessioni d’esami; il numero totale d’appelli non può essere inferiore a sei per ogni insegnamento (compresi quelli straordinari del febbraio successivo). _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 9 Il calendario delle lezioni sarà pubblicato entro il mese di settembre sul sito del corso di Laurea www.stc.unimib.it Per l'a.a. 2012-13 saranno attivati il I e il II anno del presente Regolamento. Prova finale La prova finale, verifica tra l'altro della capacità di comunicare del candidato, consiste nella presentazione e discussione di una relazione scritta individuale, elaborata dallo studente, sul lavoro svolto a tal fine e consente l’acquisizione di 3 cfu. La discussione sarà effettuata, in seduta pubblica, davanti a una commissione di docenti che esprimerà la valutazione complessiva in centodecimi, con eventuale lode. La trasformazione in centodecimi dei voti conseguiti nelle varie attività didattiche, che danno origine a votazione in trentesimi, comporterà una media pesata rispetto ai relativi crediti acquisiti. Riconoscimento cfu e modalità di trasferimento In base al D.M. 270/2004 e alla L. 240/2010, le università possono riconoscere come crediti formativi universitari le conoscenze e abilità professionali certificate individualmente ai sensi della normativa vigente in materia, nonché altre conoscenze e abilità maturate in attività formative di livello postsecondario alla cui progettazione e realizzazione l'università abbia concorso per un massimo di 12 CFU, complessivamente tra corsi di laurea e laurea magistrale. Tale riconoscimento è soggetto all’approvazione del CCD di Scienze e Tecnologie Chimiche, su proposta della Commissione Piani di Studio da esso nominata. Il riconoscimento dei CFU acquisiti in attività formative svolte presso altri corsi di laurea di questo o di altro Ateneo (senza limite per i CFU coinvolti) è soggetto all’approvazione del CCD di Scienze e Tecnologie Chimiche, su proposta della Commissione Piani di Studio da esso nominata. Informazioni di dettaglio sono reperibili sul sito della didattica del Corso di Laurea www.stc.unimib.it. Attività di ricerca a supporto delle attività formative che caratterizzano il profilo del corso di studio Le attività di ricerca nell’ambito delle discipline chimiche (analitica, organica, inorganica e fisica) che si svolgono in Ateneo costituiscono parte fondamentale e integrante delle attività didattiche non solo frontali, ma anche e specialmente di quelle per la preparazione della prova finale. _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 10 Altre informazioni Sede del Corso: Dipartimento di Scienza dei Materiali – ed. U5, via R. Cozzi, 53 – 20125 Milano. Docenti di riferimento: Prof. Alessandro Abbotto, Prof.ssa Barbara La Ferla, Prof. Maurizio Bruschi Segreteria didattica: tel. 02.6448.5158, e.mail : [email protected] ,orario di ricevimento degli studenti : lunedì – venerdì 9.30/11.30 e 14.30/15.30. Indirizzo internet del corso di laurea: www.stc.unimib.it Per le procedure e termini di scadenza di Ateneo relativamente alle immatricolazioni/iscrizioni, trasferimenti, presentazione dei Piani di studio consultare il sito web www.unimib.it. _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 11 Programmi degli insegnamenti (in ordine alfabetico) Chimica analitica crediti: 6+2 Docente : Roberto Todeschini Modalità dell’esame : test al computer e prova orale Obiettivi dell'insegnamento Fornire gli elementi fondamentali della chimica analitica, con particolare attenzione al trattamento del dato sperimentale. Programma Introduzione alla chimica analitica: definizione, obiettivi ed applicazioni. Il processo analitico: principi di campionamento, preparazione del campione, misure analitiche e valutazioni analitiche. Valutazione statistiche dei risultati analitici. Gli errori nelle analisi chimiche. Accuratezza, precisione, confronto tra medie e tra varianze, intervalli di confidenza. Controllo di qualità: le carte di controllo, le definizioni di ripetibilità e riproducibilità. I confronti interlaboratorio e i test di Cochran e Dixon per la determinazione di outliers. Validazione del metodo analitico: specificità, linearità, accuratezza, precisione, intervallo, limiti di rivelabilità e quantificazione, robustezza. La calibrazione in chimica analitica: fondamenti generali, il metodo dei minimi quadrati e parametri di valutazione della calibrazione. Introduzione alla pianificazione degli esperimenti: screening e ottimizzazione. Chimica analitica strumentale e Laboratorio (vedi Laboratorio di…) Docente : Roberto Della Pergola Modalità dell’esame : prova orale crediti: 8+4 Obiettivi dell’insegnamento Il corso si propone di fornire gli elementi fondamentali della chimica analitica strumentale, con particolare attenzione alle spettroscopie UV-VIS, IR, NMR, ai metodi potenziometrici e coulobometrici, ai metodi radiochimici e alle principali tecniche ifenate in cromatografia. Programma Potenziometria: elettrodi di riferimento, di misura, ionosensibili; pH-metria. Voltammetria: polarografia, stripping anodico, voltammetria ciclica. Spettroscopia: assorbimento, emissione e luminescenza. Spettroscopia atomica, UV-visibile e infrarosso, strumentazione, sorgenti monocromatori, rivelatori. Applicazioni quantitative e qualitative. Spettrofluorimetria. FT-IR. ICP. Spettroscopia NMR di 1H: chemical shift, schermo chimico, accoppiamento chimico, spettri di primo ordine e di ordine superiore. Trasformata di Fourier. Spettroscopia del 13C. Esempi di interpretazione di spettri di molecole organiche. Larghezza di banda e processi dinamici Chimica fisica I Docente : Laura Bonati Modalità dell’esame : prova scritta e prova orale crediti: 8 Obiettivi dell’insegnamento Il Corso, mediante lezioni frontali (6 CFU) ed esercitazioni scritte (2 CFU), si propone di fornire le basi concettuali e gli elementi fondamentali per la comprensione della teoria quantistica, della struttura atomica, del legame chimico e della cinetica chimica e per il loro utilizzo in altri corsi universitari, nell’attività di ricerca e nella pratica professionale. Programma Dalla meccanica classica alla meccanica quantistica. Fondamenti della meccanica quantistica. _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 12 Equazione di Schrödinger indipendente dal tempo. Atomo di idrogeno. Orbitali atomici. Atomi polielettronici. L’architettura delle molecole e il legame chimico: modello degli orbitali ibridi; modello degli orbitali molecolari. Velocità di reazione e sua misura. Legge di velocità, costante di velocità e ordine di reazione e loro determinazione. Stadi elementari. Equazioni cinetiche empiriche per reazioni di vario ordine. Dipendenza della costante di velocità di una reazione dalla temperatura: equazioni di Arrhenius e di Eyring. Stato di transizione e meccanismi di reazione. Chimica fisica II e Laboratorio (vedi Laboratorio di ..) Docenti : Claudio Maria Mari Modalità dell’esame : prova scritta e prova orale crediti: 6+6 Il Corso, costituito da lezioni frontali (6 cfu) e da esercitazioni (2 cfu), si propone di fornire i concetti fondamentali della termodinamica classica al fine dotare lo studente degli strumenti di previsione, necessari allo svolgimento della pratica professionale. Programma: Gas ideali e reali: loro proprietà. Il primo principio della termodinamica. Il secondo principio della termodinamica. Le funzioni di Helmohtz e di Gibbs. Il terzo principio della termodinamica. Il potenziale chimico. Dipendenza delle grandezze termodinamiche dalla composizione. La termochimica. Le transizioni di fase. Le miscele. Diagrammi di fase a uno e a due componenti. L’equilibrio chimico. Cenni di termodinamica elettrochimica. Chimica fisica III e Laboratorio (vedi Laboratorio di ..) Docente : Laura Bonati Modalità dell’esame : prova orale crediti: 4+4 Obiettivi dell’insegnamento Fornire agli studenti gli elementi teorici della chimica quantistica molecolare e i principali metodi per il calcolo di struttura e proprietà molecolari. Programma Richiami ai principi fondamentali della meccanica quantistica. Equazione di Schrödinger per sistemi polielettronici: metodo variazionale e teoria perturbativa. Spin elettronico e principio di antisimmetria. Atomi polielettronici. Simmetria molecolare. Struttura elettronica molecolare: approssimazione di Born-Oppenheimer; teoria degli orbitali molecolari e del legame di valenza. Il metodo di Hartree-Fock per i calcoli MO-LCAO. Esempi di calcolo della struttura elettronica molecolare. crediti: 6+6 Chimica generale e Laboratorio (vedi Laboratorio di ..) Docente : Roberto Della Pergola Modalità dell’esame : due scritti di verifica durante il corso e (su richiesta dello studente) integrazione orale Obiettivi dell’insegnamento Descrivere le proprietà della materia, evidenziando le relazioni con formule, geometrie e proprietà molecolari. Descrivere i principi del legame e degli equilibri chimici. Programma La materia: composti, miscele ed elementi. Le quantità chimiche: moli, massa atomica e massa molare, isotopi. Nomenclatura e classificazione dei composti chimici. Le reazioni chimiche: acido/base, redox. La fisica dei quanti. La struttura elettronica dell’atomo monoelettronico. Atomi polielettronici. La tabella periodica e le proprietà periodiche. Il legame chimico ionico, covalente, metallico. Geometria molecolare. Orbitali Molecolari Le proprietà di gas, liquidi e solidi. Forze intramolecolari. Strutture cristalline rappresentative. Equilibrio chimico e principio di Le-Chatelier. Equilibri acido-base. Termodinamica; entalpia, entropia ed energia libera Elettrochimica, celle galvaniche, elettrolisi. Il corso comprenderà anche esercitazioni numeriche su problemi connessi con gli equilibri chimici. crediti: 8 Chimica inorganica I _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 13 Docente : Roberto Scotti Modalità dell’esame : prova orale Obiettivi dell’insegnamento Completare ed approfondire le nozioni di chimica degli elementi dei gruppi principali e dei metalli di transizione; porre le basi per una corretta interpretazione delle relazioni tra struttura e reattività. Programma Richiami di struttura atomica e periodicità degli elementi Introduzione al legame chimico - Richiami dei modelli di legame covalente e di legame ionico. Proprietà delle molecole covalenti e dei solidi ionici. Chimica acido-base e accettore-donatore - Richiami dei concetti e delle definizioni acido-base. Misura della forza di un acido-base. Acidità e basicità dei composti binari dell’idrogeno. Forza degli ossiacidi. Acidità dei cationi in soluzione acquosa. Effetti sterici e induttivi. Acidità e basicità in solventi non acquosi. Superacidi. Acidi e basi hard e soft. Reazioni di ossidazione e riduzione - Richiami del concetto di potenziale redox. Stabilità redox in acqua, Estrazione degli elementi. I potenziali in forma diagrammatica (Latomer, Frost, Pourbaix). Effetto della complessazione sui potenziali. Stabilità degli stati di ossidazione dei metalli. Struttura e proprietà dei composti degli elementi tipici - Caratteristiche generali e periodicità dei composti degli elementi s e p. L’idrogeno e i suoi composti. I metalli dei gruppi 1 e 2. Il gruppo del boro. Il gruppo del carbonio. Il gruppo dell’azoto. Il gruppo dell’ossigeno. Gli alogeni. I gas nobili Chimica dei metalli di transizione - Caratteristiche generali dei metalli di transizione e differenze tra gli elementi della prima serie rispetto alla seconda e terza. Composti di coordinazione. Numeri di coordinazione. Geometria di coordinazione. Classificazione dei leganti secondo l’atomo donatore. Isomeria. Effetto templato ed effetto chelante. Le costanti di stabilità. Il legame chimico nei composti di coordinazione: teoria del campo cristallino, campo dei leganti e MO (cenni). Reazione nei complessi: sostituzioni, reazioni redox, reazioni di isomerizzazione. Chimica inorganica II e Laboratorio (vedi Laboratorio di ..) Docente : Gianfranco Pacchioni Modalità dell’esame : prova orale crediti: 4+4 Obiettivi dell’insegnamento Familiarizzare lo studente con la struttura, il legame chimico e le proprietà dei solidi inorganici (solidi metallici, solidi ionici, solidi covalenti, solidi molecolari). Introduzione ai principi dell’analisi strutturale mediante diffrazione di raggi X; analisi ed interpretazione dei dati cristallografici, delle geometrie molecolari e dell’impaccamento cristallino; utilizzo delle banche dati cristallografiche. Programma Il corso descrive una classe di materiali inorganici. Definizione di solido cristallino (perfetto) simmetria dei raggruppamenti di atomi nei cristalli perfetti: reticolo cristallino, cella elementare, operazioni di simmetria puntuale e traslazionale, contenuto di cella. Prima parte (2 cfu) Legame nei solidi inorganici. Elettronegatività degli elementi come base per la formazione del legame nei solidi. Andamento periodico del valore della elettronegatività nella tavola periodica. Differenza di elettronegatività e natura del legame. Legame metallico. Metalli e leghe – impaccamento nei metalli, formazione di bande, energia coesiva, proprietà dei metalli. Legame ionico. Solidi ionici – struttura di solidi ionici, energia reticolare, ciclo di Born-Haber, carattere covalente nei solidi ionici, proprietà di solidi ionici. Legame covalente. Solidi covalenti, struttura, stabilità, proprietà (isolanti e semiconduttori). Forze intermolecolari. Solidi _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 14 molecolari. Esempi e proprietà; transizione solido-liquido-gas in funzione della temperatura. Seconda parte (2 cfu) Sintesi e proprietà di alcune classi di solidi inorganici. Sintesi a stato solido, sintesi sol-gel, sintesi idrotermale, sintesi CVD. Proprietà periodiche e reattività degli ossidi in fase solida (ossidi acidi, ossidi basici). Silicati, silice, zeoliti. Chimica organica I Docente : Francesco Nicotra Modalità dell’esame : prova scritta e prova orale crediti: 8 Obiettivi dell’insegnamento Conoscenza delle proprietà strutturali delle molecole organiche, delle loro interazioni deboli e della loro reattività. Programma Atomi che interessano la Chimica Organica e loro corredo elettronico. Teoria degli orbitali molecolari, orbitali ibridi. Risonanza. Polarità. Forze intermolecolari. Analisi Conformazionale. Stereochimica. Elettrofili, nucleofili e radicali. Meccanismi di reazione, profilo termodinamico e cinetico. Gruppi funzionali. Le differenti classi di composti organici: struttura, nomenclatura e reattività. Breve descrizioni delle principali classi di biomolecole. Chimica organica II Docente : Alessandro Abbotto Modalità dell’esame : prova scritta e prova orale crediti: 8 Obiettivi dell’insegnamento Chimica organica aromatica (carbociclica ed eteroaromatica): descrizione, sintesi e reattività. Programma Approfondimento dei concetti di base esposti nel corso I. Si pone a livello intermedio, contribuendo a fornire la preparazione di base ritenuta necessaria per un laureato di I livello. Principali argomenti. Orbitali molecolari, aromaticità. Il benzene e l’anello aromatico. Sostituzione elettrofila aromatica. Ammine aromatiche. Nitroderivati. Sali di diazonio. Derivati aromatici solforati. Alogeno derivati. Sostituzione nucleofila aromatica. Fenoli. Chinoni. Naftalene e sistemi policiclici. Sistemi eteroaromatici. Chimica organica III e Laboratorio (vedi Laboratorio di…) Docente : Barbara La Ferla Modalità dell’esame : prova orale crediti: 4 Obiettivi dell’insegnamento Il Corso si propone di fornire conoscenze sui principali composti organici di interesse alimentare-cosmetico delle principali vie biosintetiche, caratteristiche e proprietà chimiche. Programma Descrizione dei principali composti di interesse cosmetico e alimentare divisi per classi, e cenni sulla loro biosintesi. Carotenoidi e xantofille. Chinoni e vitamine K. Metaboliti della via dell’acido shikimico, vaniglina. Riboflavine, flavonoidi. Fragranze derivanti dal metabolismo degli acidi grassi. Terpeni. Fragranze derivanti dal metabolismo degli amminoacidi. Composti solforati. Cenni sui processi di estrazione, di sintesi. Alcaloidi. Vitamine, struttura e meccanismo di azione. Potenziatori di sapore, conservanti. Gelificanti. Complementi di chimica organica Docente : Marco Orlandi Modalità dell’esame : prova scritta e prova orale crediti: 4 Obiettivi dell’insegnamento _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 15 Apprendere i principi della sintesi organica, approfondire la stereochimica e la reattività dei gruppi funzionali. Programma Introduzione alla sintesi organica, la retrosintesi. La formazione del legame carbonio-carbonio, carbonio ossigeno, carbonio azoto. Controllo Ambientale e Sicurezza Docente: da definirsi Modalità dell’esame: prova orale crediti: 5 Obiettivi dell’insegnamento: Introdurre gli studenti ai principali temi di Sicurezza Industriale e Controllo Ambientale Programma: Principi generali di sicurezza: concetti di pericolo, rischio, prevenzione, protezione, ecc… . Principali obblighi di legge concernenti la sicurezza nei luoghi di lavoro. Rischi collegati all’ambiente di lavoro (MMC, chimico, agenti fisici, impianti elettrici, incendio ed esplosioni, ingresso in spazi confinati..). Rischio chimico: le sostanze pericolose, etichettatura, MSDS, TLV, sensori di rilevazione ambientale, Valutazione del Rischio, reazioni fuggitive. Dispositivi di Protezione Individuale. Normativa “Seveso”. Tecniche per garantire la sicurezza negli impianti (Sistema di Gestione della Sicurezza, HAZOP, FMEA, Albero delle Cause, Permesso di Lavoro, LOTO, …). Economia e gestione imprese chimiche Docente : da definirsi Modalità dell’esame : prova orale crediti: 6 Obiettivi dell’insegnamento Fornire la conoscenza dei più importanti aspetti di economia aziendale e controllo di gestione tipici delle imprese chimiche, necessari a chi si prepara ad entrare in azienda nelle funzioni di business, ricerca, marketing, produzione, integrando le competenze specialistiche tecnicoscientifiche con quelle economiche e di management. Programma: il programma si articola attraverso una serie di argomenti con riferimento alle problematiche attuali che coinvolgono in generale la maggior parte delle aziende, analizzando in particolare il settore delle industrie chimiche e farmaceutiche. Dopo un breve cenno a nozioni elementari di economia (micro e macro) e ad alcuni importanti economisti che con le loro teorie hanno contraddistinto i principali periodi storici, si impara che cos’è un’impresa sotto il profilo giuridico, economico e organizzativo, analizzando le principali risorse, gli impieghi di capitale, la formazione dei costi, i criteri di incentivazione delle risorse umane, la corporate governance. Si prende confidenza con il bilancio di esercizio e con i più significativi indici economici e finanziari. Si affrontano i problemi della gestione del capitale fisso e del capitale circolante nelle sue più significative componenti. Si incontrano gli strumenti di controllo di gestione tramite i piani pluriennali, il budget e il management reporting. Si illustrano i metodi più utilizzati per la valutazione economico-finanziaria degli investimenti e delle acquisizioni di aziende. Si conoscono e le principali operazioni straordinarie nella vita delle aziende e le strategie per affrontarle. Elementi di biochimica Docente : Paolo Parenti Modalità dell’esame : prova orale crediti: 6 Obiettivi dell’insegnamento Fornire una conoscenza di base delle reazioni biochimiche che avvengono negli organismi viventi, dei meccanismi d’azione degli enzimi e delle principali tecniche biochimiche. Programma Caratteristiche degli organismi viventi; la cellula. Aminoacidi e peptidi. Struttura e funzione _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 16 delle proteine. L’emoglobina. Gli enzimi: classificazione, catalisi, cinetica e regolazione. Equazione di Henri-Michaelis-Menten. Dosaggio enzimatico. L’inibizione enzimatica: analisi cinetica e meccanismi di inibizione con esempi di interesse applicativo (farmaci, pesticidi, metaboliti). Lipidi e membrane biologiche. Il metabolismo: aspetti generali. Principali vie metaboliche: glicolisi, ciclo di Krebs, via dei pentoso fosfati, degradazione e biosintesi degli acidi grassi, gluconeogenesi e ciclo di Cori, via del gliossilato, ciclo dell’urea. Sintesi dell’ATP in animali e piante: fosforilazione ossidativa e fotosintetica. Ciclo di Calvin. Biochimica applicata: tecniche centrifugative, elettroforetiche, immunologiche e biomolecolari. Fisica I Docente : Giuseppe Chirico Modalità dell’esame : prova scritta e prova orale crediti: 8 Obiettivi dell’insegnamento Dare allo studente i concetti di base delle grandezze fisiche fondamentali. Guidare lo studente ad analizzare fenomeni meccanici, darne la dovuta descrizione in termini delle grandezze discusse e risolvere quantitativamente i problemi così prospettati. Programma Introduzione : Unità di misura - Dimensioni delle grandezze fisiche - Vettori e loro algebra. Cinematica Dinamica Lavoro Ed Energia Moti Relativi Sistemi Di Particelle Dinamica Del Corpo Rigido Oscillazioni Gravitazione Meccanica Dei Fluidi Teoria Cinetica Dei Gas Moto Ondulatorio Fisica II Docente : Giandomenico Sassi Modalità dell’esame : prova scritta e prova orale crediti: 8 Obiettivi dell’insegnamento Il corso intende presentare allo studente i contenuti fondamentali dell’elettromagnetismo, le strutture matematiche delle equazioni di Maxwell, l’ottica geometrica e ondulatoria e i primi elementi di crisi della fisica classica. Programma Campo e potenziale elettrico, legge di Coulomb, teorema di Gauss. Circuiti, legge di Ohm. Campo magnetico, forza di Lorentz, leggi di Biot-Savart e Ampere. Induzione magnetica, leggi di Faraday e Lens. Equazioni di Maxwell. Onde nello spazio vuoto. Energia e momento del campo. Moto di cariche in campi elettrici e magnetici. Effetto Hall. Elementi di ottica geometrica. Principio di Huygens. Interferenza e diffrazione. Polarizzazione. Energia radiante. Legge di Stefan-Boltzmann. Modello di Bohr. Teoria di Planck del corpo nero. Effetto fotoelettrico e interpretazione di Einstein. Effetto Compton. Dualismo ondulatorio-corpuscolare della radiazione elettromagnetica. Produzione di raggi X. Generazione e annichilazione di coppie. Laboratorio di chimica analitica strumentale (integrato con Chimica analitica strumentale) Docente : Marco Orlandi Modalità dell’esame : relazione scritta e prova orale crediti : 4 Obiettivi dell'insegnamento: _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 17 Il corso si propone di fornire gli elementi fondamentali della chimica analitica basata sulle differenti spettroscopie, con particolare attenzione alle spettroscopie UV-VIS, IR, di assorbimento ed emissione. Programma: I fondamenti ed i principi della spettroscopia UV-VIS; assorbimento, emissione, fluorescenza, fosforescenza. Le apparecchiature per la spettroscopia UV-visibile e le loro applicazioni. I fondamenti ed i principi della spettroscopia infrarossa. Analisi qualitative e quantitative. Cenni di spettroscopia NMR. Sperimentazione di laboratorio: Caratterizzazione di una sostanza tramite FT.IR Determinazione di una costante di equilibrio mediante UV-VIS Caratterizzazione di una sostanza organica incognita mediante H-NMR Laboratorio di Chimica fisica II (integrato con Chimica fisica II) Docente : Ugo Cosentino Modalità dell’esame : relazione tecnica ed esame orale crediti: 4 Obiettivi dell’insegnamento Integrare l'apprendimento degli argomenti di termodinamica e cinetica con esperienze di laboratorio. Fornire la manualità e gli elementi metodologici per l'esecuzione di una sperimentazione chimico fisica. Programma Esperienze di laboratorio. Misure calorimetriche di transizioni di fase e determinazione calore di combustione mediante bomba calorimetrica. Determinazione legge di velocità di una reazione chimica. Determinazione parametri cinetici di reazioni chimiche mediante potenziometria, conduttimetria e spettroscopia UV-vis. Determinazione parametri termodinamici di reazioni chimiche mediante spettroscopia UV-Vis. Testi Dispense fornite dal docente Laboratorio di Chimica fisica III (integrato con Chimica fisica III) Docente : Simona Binetti Modalità dell’esame : prova orale crediti: 4 Obiettivi dell’insegnamento: Fornire agli studenti un’introduzione ai principi fisici e alle applicazioni delle tecniche spettroscopiche per la determinazione di proprietà molecolare unitamente ad una adeguata sperimentazione delle stesse. Programma: Introduzione alla spettroscopia.Spettri molecolari rotazionali e vibrazionali. Spettri rotovibrazionali e determinazione quantitativa di parametri strutturali. Spettroscopia infrarossa. Spettroscopia Raman. Il corso prevede inoltre l’ esecuzione di tre esperienze di laboratorio con particolare attenzione agli aspetti tecnici degli strumenti utilizzati. Gli argomenti affrontati nelle esperienze sono i seguenti: -determinazione di distanze di legame mediante analisi degli spettri rotovibrazionali -misure di assorbimento nell’UV-visibile per la determinazione di transizioni elettroniche -utilizzo della spettroscopia Raman per determinare proprietà vibrazionali di molecole crediti: 6 Laboratorio di Chimica generale (integrato con Chimica Generale) Docente : Norberto Chiodini Modalità dell’esame : Relazione scritta delle esperienze di laboratorio. Esame scritto. _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 18 Obiettivi dell’insegnamento Il Corso, costituito da esercitazioni in aula (3 cfu) ed in laboratorio (3 cfu), si propone di fornire le nozioni fondamentali del calcolo stechiometrico e di introdurre lo studente, attraverso lo svolgimento di una serie di esperienze in laboratorio, all'analisi chimica e alla reattività dei composti inorganici. Programma Nomenclatura di chimica inorganica, elementi e composti, formula minima e molecolare, reazioni chimiche (bilanciamento e relazioni quantitative tra reagenti e prodotti), composizione delle soluzioni, analisi volumetrica, acidi e basi, prodotto ionico dell’acqua, pH e pOH, acidi e basi forti, acidi e basi deboli, idrolisi, soluzioni tampone, titolazioni acido-base e redox, equilibri ionici, solubilità e prodotto di solubilità. Esperienze di laboratorio: determinazione del reagente limitante; sintesi di composti inorganici; preparazioni di soluzioni a titolo noto; determinazioni volumetriche; titolazioni acido-base; determinazione del prodotto di solubilità di un sale; reattività di cationi inorganici. Testi P. Michelin Lausarot, G. A.Vaglio, Stechiometria per la Chimica Generale, Piccin Dispense/documenti scaricabili dalla pagina web del docente Laboratorio di Chimica inorganica II (integrato con Chimica inorganica II) Docente : Massimo Moret Modalità d’esame : relazione finale scritta crediti: 4 Obiettivi dell’insegnamento Introduzione all’analisi strutturale mediante diffrazione di raggi X e all'analisi ed interpretazione dei dati cristallografici, delle geometrie molecolari e delle strutture cristalline di semplici composti inorganici. Programma - definizione di solido cristallino, simmetria dei raggruppamenti di atomi nei cristalli perfetti, reticolo cristallino, cella elementare, operazioni di simmetria puntuale e traslazionale - interferenza delle onde elettromagnetiche, diffrazione di raggi X da reticoli cristallini - metodi sperimentali per l’acquisizione della figura di diffrazione; relazione tra figura di diffrazione e struttura cristallina, estrazione delle mappe di densità elettronica; conversione della figura di diffrazione nel modello atomico del cristallo - completamento ed affinamento di alcune strutture organiche e metallorganiche - analisi delle geometrie molecolari e loro interpretazione in termini di legame chimico Laboratorio di chimica organica III (integrato con Chimica organica III) Docenti : Luca Beverina Modalità dell’esame: prova orale e valutazione delle relazioni crediti : 4 Obiettivi dell’insegnamento: Introdurre gli studenti alle operazioni fondamentali di sintesi, separazione e purificazione del laboratorio di chimica organica. Programma: I primi esperimenti svolti sono studiati in modo da illustrare agli studenti le operazioni fondamentali del laboratorio di chimica organica (cristallizzazione, distillazione, estrazione selettiva tramite solvente, analisi cromatografiche su strato sottile). Questa parte del corso vuole altresì mostrare agli studenti l’uso corretto e la manutenzione necessaria della vetreria di un laboratorio di chimica organica. Nella seconda parte del corso si mostreranno tramite una serie di esempi alcune reazioni organiche a uno o più passaggi coinvolgenti la trasformazione di gruppi funzionali (ossidazione di alcoli e riduzioni del gruppo carbonilico), una reazione di copulazione di Sali di diazonio (sintesi del metilarancio), reazioni fotochimiche (fotodimerizzazione del benzofenone), e una sintesi di porfirine. Marketing nell’industria chimica crediti: 5 _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 19 Docente : Da definirsi Modalità d’esame : prova scritta e prova orale Obiettivi dell’insegnamento Dotare i giovani laureati di un bagaglio di competenze basiche di Marketing Strategico e Operativo, ai fini di facilitare il loro inserimento in industrie chimiche e di permettere di colloquiare in maniera efficace con le diverse funzioni presenti in azienda . Attraverso la comprensione dei principali modelli di analisi e del linguaggio specialistico, potranno sviluppare competenze multidisciplinari e complementari alle nozioni scientifiche. Una sezione e’ dedicata alle problematiche di marketing specificatamente relative all’ industria chimica Programma A ) - Il Marketing Strategico: • L'analisi del Consumatore e il comportamento d'acquisto • Analisi del Mercato e della Concorrenza • Le strategie di Marketing (Segmentazione, Posizionamento) B ) - Il Marketing Operativo: • Il Prodotto (Lancio di un Nuovo Prodotto, Ciclo di Vita) • Prezzo (definizione, strategie) • La Distribuzione • La Marca e la Comunicazione (Advertising, Promozioni, PR) C ) - Il Marketing per l’ industria Chimica : • Panoramica dell’ Industria Chimica • Diverse tipologie di prodotti chimici • Elementi e strumenti di Marketing caratterizzanti il settore chimico D ) - Esercitazioni settimanali con discussione di casi pratici, tratti dalla realtà aziendale. Matematica I Docente : Barbara Bacchelli Modalità d’esame : prova scritta e prova orale crediti: 8 Obiettivi dell’insegnamento Dare i fondamenti e le tecniche del calcolo differenziale e integrale per funzioni di una variabile reale. Programma Numeri reali e loro proprietà. Successioni , limiti di successioni,calcolo dei limiti . Serie, criteri di convergenza. Limiti di funzioni e continuita`. Derivabilita` , proprietà delle funzioni derivabili formula di Taylor.Integrale di una funzione di variabile reale, teorema fondamentale del calcolo integrale. Matematica II Docente : Mauro Garavello Modalità d’esame : prova scritta e prova orale crediti: 8 Obiettivi dell’insegnamento Fornire allo studente un secondo corso di Matematica di base (Algebra Lineare, Geometria e Analisi II) Programma Vettori e geometria dello spazio Euclideo. Sistemi lineari, applicazioni lineari e matrici. Autovalori ed Autovettori (cenni). Forme quadratiche. Geometria delle curve nello spazio. Funzioni di piu' variabili. Derivate parziali e direzionali. Gradiente. Punti stazionari e loro classificazione. Funzioni implicite. Moltiplicatori di Lagrange. Equazioni differenziali del primo ordine. Equazioni differenziali lineari del secondo ordine. _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 20 Testo consigliato Barutello, V., Conti, M., Ferrario, D.L., Terracini, S. & Verzini, G. Analisi Matematica, Volume 2. Apogeo, Milano (2008). Operazioni unitarie fondamentali Docente : Da definirsi Modalità dell’esame : prova scritta e prova orale crediti: 4+4 Obiettivi dell’insegnamento Sviluppare competenze che consentano allo studente, mediante lo studio delle operazioni unitarie fondamentali e dei metodi principali di risoluzione, di acquisire una conoscenza di base degli impianti chimici (e dell’industria di processo in genere). Acquisizione della capacità di simulare impianti chimici anche con software specifici. Programma Introduzione all’impiantistica chimica. Le operazioni unitarie fondamentali. Richiami di termodinamica dell’equilibrio liquido-vapore. Operazioni unitarie di trasferimento di materia: flash, distillazione binaria e multicomponente, assorbimento, stripping. Operazioni unitarie di scambio termico. Meccanismi di scambio termico. Verifica e dimensionamento di scambiatori a fascio tubero. Moto dei fluidi nei condotti. Determinazione delle perdite di carico. Pompe e compressori. Principi a applicazione di controllo di processo e Sviluppo di uno schema P & I di processo con simbologia tecnica e con relative regolazioni e allarmi principali. Sistemi di gestione industriale e di certificazione Docente: Da definirsi Modalità dell’esame : prova scritta e prova orale crediti: 4 Obiettivi dell’insegnamento Sviluppare i contenuti fondamentali che stanno alla base dei sistemi di gestione industriale, con particolare riferimento alla sicurezza, all’ambiente ed alla qualità. Programma Introduzione al concetto di qualità. Norme ISO 9001, ISO14001 e OHSAS 18000. Normativa HACCP. Applicazione di tali norme e modalità di certificazione. Sistemi integrati di gestione industriale. Casi pratici di studio. Università degli Studi di Milano-Bicocca Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE, CLASSE LM-54 REGOLAMENTO DIDATTICO – ANNO ACCADEMICO 2012/2013 Presentazione Il Corso di laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie Chimiche appartiene alla Classe delle lauree Magistrali in Scienze e Tecnologie Chimiche (Classe LM - 54) e ha, di norma, durata di due anni. Al termine degli studi, dopo aver acquisito 120 crediti formativi universitari (cfu) viene conferita la qualifica accademica di Dottore Magistrale in Scienze e Tecnologie Chimiche. _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 21 Il titolo dà la possibilità di accedere alla Scuola di Dottorato in Scienze Chimiche e ai Master di Specializzazione. Per l’acquisizione dei crediti sono previsti 12 esami, più la prova finale e l’ attività di tesi. Obiettivi formativi specifici e descrizione del percorso formativo Il Corso di laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie Chimiche ha l’obiettivo di assicurare allo studente un’elevata padronanza di metodi e contenuti scientifici in campo chimico, con particolare riguardo all’aspetto dell’alta formazione. I laureati avranno una solida preparazione culturale di base nei diversi settori della chimica, un’elevata preparazione scientifica e operativa nei settori che caratterizzano la classe e buona padronanza del metodo scientifico d’indagine. Il corso di studio, per l’a.a. 2012-13, sarà articolato in un unico curriculum. Nel corso del primo anno, sono previste attività formative di approfondimento delle conoscenze di base e attività dedicate all’apprendimento di tematiche specifiche, nonché attività formative a scelta dello studente. Nel corso del secondo anno la didattica è per lo più dedicata ad attività sperimentali di laboratorio volte allo svolgimento del lavoro di tesi e alla preparazione della prova finale. Conoscenza e capacità di comprensione L’esperienza maturata durante il periodo dedicato alla preparazione della prova finale permetterà al laureato magistrale di conoscere le attività necessarie allo sviluppo della ricerca e innovazione attraverso la progettazione o lo svolgimento del lavoro, l’acquisizione dello stato dell’arte della letteratura scientifica e/o brevettuale (con ampio utilizzo di mezzi informatici) e la padronanza dell’utilizzo di strumentazione anche complessa e sofisticata. Il laureato magistrale saprà sviluppare idee autonome e originali sulla base dell’esperienza acquisita nell’ambito del lavoro originale di tesi. Il laureato magistrale sarà anche a conoscenza di tecniche innovative di sintesi e caratterizzazione, nonché delle principali nozioni di sicurezza, inclusa la manipolazione e lo smaltimento di prodotti chimici tossici e pericolosi. La prova finale metterà il laureato magistrale in grado di acquisire capacità nella raccolta e presentazione, scritta e orale, di dati originali frutto del lavoro sperimentale o teorico svolto. Capacità di applicare conoscenza e comprensione I laureati magistrali saranno in grado di utilizzare le complesse conoscenze ritenute essenziali nel campo della chimica inorganica, chimica fisica, chimica organica e chimica analitica nell’affrontare ulteriori approfondite e dettagliate competenze, anche in relazione agli aspetti più innovativi, in uno o più dei settori chimici tradizionali. Le cognizioni di tipo generale che il laureato magistrale possiederà gli consentiranno di affrontare con corretta impostazione tematiche interdisciplinari. In particolare sarà in grado di riconoscere, studiare e manipolare composti inorganici, organometallici e organici di qualsiasi natura sia attraverso metodi sperimentali sia attraverso approcci computazionali. Inoltre sarà in grado di comprendere e applicare sperimentalmente strategie sintetiche di composti chimici di varia natura includendo, grazie all’attività di ricerca svolta nel periodo di tesi, anche composti nuovi e originali. Di questi composti il laureato magistrale sarà in grado di svolgere attività di caratterizzazione completa e dettagliata di tipo chimico fisico-inorganico-organico; avrà inoltre competenze anche nell’ambito della chimica dei polimeri e delle macromolecole, nonché nelle principali metodiche di caratterizzazione. Il laureato saprà sviluppare autonomamente aspetti tipici sia dell’attività di ricerca accademica sia produttiva, nonché attività sia indipendenti sia subordinate (a livello anche dirigenziale) nell’ambito gestionale e commerciale in aziende non solo del settore chimico, ma anche in quelli affini quali quelli dell’energia, dell’ambientale, dell’agricoltura, dell’alimentazione, dell’elettronica, della microelettronica, dei beni culturali. Autonomia di giudizio L’accurata e scrupolosa preparazione generale, a completamento di quella di base ricevuta nella laurea di primo livello, nei principali settori chimici (chimica inorganica, fisica, organica, macromolecolare, analitica) nel corso del biennio permetterà ai laureati magistrali di operare in qualsiasi settore specifico o interdisciplinare di natura chimica in quanto saranno in possesso di strumenti conoscitivi e applicativi necessari per affrontare con sufficiente flessibilità e competenza anche argomenti particolarmente innovativi o specifici. Le conoscenze tecniche _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 22 acquisite, ed eventualmente completate con percorsi di tipo personalizzato per l’approfondimento di specifiche tematiche, permetteranno inoltre al laureato di comprendere le ricadute a livello socio-economico, lavorativo ed etico delle proprie decisioni e di assumere pertanto opportuni comportamenti. Abilità comunicative La rilevanza che viene dedicata, in termini di crediti e valutazione finale, alla preparazione della prova finale avrà come ricaduta principale anche l’acquisizione da parte del laureato magistrale delle principali tecniche comunicative, sia orali sia scritte, di natura scientifica o di culturale generale. Queste abilità sono verificate sia nell’ambito della presentazione dei risultati originali raggiunti nel corso della tesi sia nella verifica delle capacità comunicative generali con linguaggio anche non specialistico. I laureati apprenderanno queste tecniche anche in attività appositamente dedicati all’insegnamento delle capacità generali necessarie per l’accesso al mondo del lavoro. Infine le abilità comunicative saranno ulteriormente stimolate attraverso le relazioni scritte dei corsi di laboratorio, gli esami scritti e orali e le verifiche delle conoscenze acquisite durante i corsi. Capacità di apprendimento La struttura dei corsi, la possibilità di determinare e scegliere percorsi personalizzati (ad es. attraverso gli esami a scelta) e la decisione autonoma dell’argomento di tesi permetteranno di esercitare e mettere in evidenza le doti di autonomia nella scelta delle tematiche preferite per l’approfondimento. Il laureato magistrale sarà incoraggiato a sviluppare in modo indipendente la propria metodica di studio attraverso un sistema di lezioni frontali e laboratori didattici e di tesi che non impongono una struttura prefissata, ma lasciano allo studente la possibilità di assecondare le proprie inclinazioni e attitudini. Queste disposizioni saranno particolarmente incoraggiate e sostenute durante il periodo di tesi, dove sarà lasciato un certo grado di libertà nella scelta delle tematiche sia di tipo specifico sia di tipo generale che si desidererà approfondire, anche a livello socio-economico. Il corso è accreditato Chemistry Euromaster. Profili professionali e sbocchi occupazionali I laureati magistrali in Scienze e Tecnologie Chimiche possono svolgere funzioni professionali di promozione e sviluppo dell'innovazione scientifica e tecnologica nonché di gestione e progettazione delle tecnologie nel settore di riferimento; possono altresì esercitare funzioni di elevata responsabilità nei settori dell’industria, dell’ambiente, della sanità, dei beni culturali e della pubblica amministrazione. Il corso prepara alle professioni di: 2.1.1.2.1 2.1.1.2.2 2.6.2.1.3 Chimici e professioni assimilate Chimici informatori e divulgatori Ricercatori e tecnici laureati nelle scienze chimiche e farmaceutiche Norme relative all’accesso Per essere ammessi al Corso di Laurea Magistrale occorre essere in possesso della Laurea o del Diploma universitario di durata triennale, ovvero di titolo di studio conseguito all’estero, riconosciuto idoneo. In particolare, possono essere ammessi alla Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie Chimiche i laureati della Facoltà di Scienze MM FF NN e della Facoltà di Ingegneria e Lauree affini di qualunque Ateneo che dimostrino di possedere le competenze necessarie per seguire con profitto gli studi. A questo scopo, è previsto un colloquio di valutazione sulle conoscenze chimiche (analitica, organica, inorganica, fisica) di base, prima dell’inizio delle attività didattiche; le diverse date e le modalità di svolgimento dei colloqui saranno diffuse con appositi avvisi sul sito web del Corso di Laurea. Organizzazione del Corso di laurea magistrale _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 23 Attività formative caratterizzanti e affini L’organizzazione del corso di laurea prevede attività formative caratterizzanti per 54 cfu e attività affini o integrative per 18 cfu, per un totale di 72 cfu. All’attività formativa a scelta dello studente sono assegnati 8 cfu. Insegnamenti Gli insegnamenti del primo anno sono: Chemiometria (6 cfu), Chimica organica superiore I (6 cfu), Chimica inorganica e metallorganica e Laboratorio (12 cfu), Chimica fisica superiore (8 cfu), Chimica computazionale e Laboratorio (8 cfu), Chimica organica superiore II e Laboratorio (8 cfu) , Elettrochimica (4 cfu) , A scelta dello studente (8 cfu). Gli insegnamenti del secondo anno sono: Metodi fisici in chimica inorganica (4 cfu), Metodi computazionali in chimica inorganica (4 cfu), Chimica macromolecolare (6 cfu), Chimica organica farmaceutica (6 cfu), Altre conoscenze utili per l’inserimento nel mondo del lavoro (1 cfu). Il secondo semestre del II anno è interamente dedicato al lavoro riguardante la Tesi (29 cfu per il periodo di Tirocinio e stesura della tesi e 10 cfu per la prova finale). Attività formative a scelta dello studente Lo studente potrà scegliere i CFU relativi alle attività formative a scelta (art. 10, comma 5, lettera a) tra tutte le attività formative offerte nei differenti Corsi di Laurea Magistrale dell’Ateneo. Tesi Le attività di tesi, 29 cfu, costituiscono uno strumento didattico specifico finalizzato a completare la formazione dello studente in campo chimico, integrando le competenze acquisite attraverso gli insegnamenti frontali e di laboratorio con un percorso di formazione-lavoro che sviluppi contestualmente la sua capacità di collaborare, con compiti individuali operativi e professionali, in attività di ricerca sia di base sia industriale e in attività industriali di produzione. Forme didattiche La didattica potrà essere svolta nelle seguenti forme: - lezioni frontali in aula, coadiuvate da strumenti audio-visivi multimediali; - lezioni ed esercitazioni di laboratorio; - esercitazioni in aula; - attività di tirocinio individuali di norma presso strutture interne; - attività bibliografica e di laboratorio dedicata alla prova finale; - didattica assistita dal calcolatore; - didattica a distanza. L’acquisizione delle competenze e delle professionalità da parte degli studenti è valutata in cfu che rappresentano il lavoro di approfondimento dello studente, comprensivo delle attività formative attuate dal corso di laurea e dell’impegno riservato allo studio personale o da altre attività formative di tipo individuale. Un cfu corrisponde a 25 ore di lavoro complessivo, distribuite tra ore di lezione frontale (1 cfu = 8 ore), esercitazioni (1 cfu = 12 ore) e attività di laboratorio (1 cfu = 12 ore), studio individuale, attività di stage e tirocinio (1 cfu = 25 ore) Modalità di verifica del profitto Le modalità di verifica del profitto degli studenti possono prevedere: • per le discipline relative alle attività formative caratterizzanti, affini o integrative e a scelta dello studente una prova d’esame, scritta e/o orale, con votazione in trentesimi; • per l'attività di tirocinio e delle attività legate alla prova finale: verifica della frequenza, relazione scritta e/o orale e parere del docente-tutore; Gli insegnamenti integrati daranno luogo a un solo esame. Diverse articolazioni delle modalità _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 24 di esame potranno in ogni caso essere deliberate dalle strutture didattiche competenti. E’ obbligatoria la frequenza a tutti i laboratori. Per frequenza obbligatoria si intende la partecipazione ad almeno l’85% dell’attività didattica. Il piano di studio è l’insieme delle attività formative obbligatorie, delle attività previste come opzionali e delle attività formative scelte autonomamente dallo studente in coerenza con il regolamento didattico del corso di studio. Allo studente viene automaticamente attribuito un piano di studio all’atto dell’iscrizione al primo anno, che costituisce il piano di studio statutario. Successivamente lo studente deve presentare un proprio piano di studio con l’indicazione delle attività opzionali e di quelle a scelta. Il piano di studio è approvato dalla Facoltà. Le modalità e le scadenze di presentazione del piano sono definite dall’ Ateneo. Il diritto dello studente di sostenere prove di verifica relative a una attività formativa è subordinato alla presenza dell’attività stessa nell’ultimo piano di studio approvato. Per quanto non previsto si rinvia al regolamento d’Ateneo per gli studenti. Attività di orientamento Sono previste attività di orientamento utili per l’inserimento nel mondo del lavoro per 1 cfu. Scansione delle attività formative e appelli d'esame L’attività didattica di un anno accademico è suddivisa in due semestri. Al termine del primo, nel mese di febbraio, e al termine del secondo, nei mesi di giugno/luglio e settembre, sono previste una sessioni di esami; il numero totale d’appelli non può essere inferiore a sei per ogni insegnamento. Prova finale La prova finale consiste nella presentazione e discussione della relazione scritta individuale, elaborata dallo studente, sul lavoro svolto durante la tesi e consente l’acquisizione di 10 cfu, parte dei quali saranno utilizzati per ricerca bibliografica e per l’elaborazione dei dati. La discussione sarà effettuata, in seduta pubblica, davanti a una commissione di docenti che esprimerà la valutazione complessiva in centodecimi, con eventuale lode. La trasformazione in centodecimi dei voti conseguiti nelle varie attività didattiche, che danno origine a votazione in trentesimi, comporterà una media pesata rispetto ai relativi crediti acquisiti. Riconoscimento cfu e modalità di trasferimento Il riconoscimento dei CFU acquisiti in attività formative svolte presso altri corsi di laurea Magistrale di questo o di altro Ateneo (senza limite per i CFU coinvolti) è soggetto all’approvazione del CCD di Scienze e Tecnologie Chimiche su proposta della Commissione Piani di Studio da esso nominata. In base al D.M. 270/2004 e alla L. 240/2010, le università possono riconoscere come crediti formativi universitari le conoscenze e abilità professionali certificate individualmente ai sensi della normativa vigente in materia, nonché altre conoscenze e abilità maturate in attività formative di livello postsecondario alla cui progettazione e realizzazione l'università abbia concorso per un massimo di 12 CFU, complessivamente tra corsi di laurea e laurea magistrale. Tale riconoscimento è soggetto all’approvazione del CCD di Scienze e Tecnologie Chimiche su proposta della Commissione Piani di Studio da esso nominata. Informazioni di dettaglio sono reperibili sul sito della didattica del Corso di Laurea www.stc.unimib.it. Attività di ricerca a supporto delle attività formative che caratterizzano il profilo del corso di studio Le attività di ricerca che si svolgono in Ateneo nell’ambito delle discipline chimiche (analitica, organica, inorganica e fisica) costituiscono parte fondamentale e integrante delle attività _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 25 didattiche non solo frontali, ma anche e specialmente di quelle per la preparazione della prova finale. Sede del Corso: Dipartimento di Scienza dei materiali – ed. U5, via R. Cozzi, 53 – 20125 Milano Docenti di riferimento: Prof. Dario Narducci, Prof. Marco Orlandi, Prof. Luca De Gioia Segreteria didattica : tel. 02.6448.5158, e.mail : [email protected] ,orario di ricevimento degli studenti :lunedì – venerdì 9.30/11.30 e 14.30/15.30 Indirizzo internet del corso di laurea: www.stc.unimib.it Per le procedure e termini di scadenza di Ateneo relativamente alle immatricolazioni/iscrizioni, trasferimenti, presentazione dei Piani di studio consultare il sito web: www.unimib.it. Sono possibili variazioni non sostanziali al presente Regolamento didattico. In particolare, per gli insegnamenti indicati come a scelta, l’attivazione sarà subordinata al numero degli studenti iscritti. Programmi degli insegnamenti (in ordine alfabetico) Chemiometria Docente : Roberto Todeschini, Viviana Consonni Modalità dell’esame : test al computer e prova orale crediti: 5+1 Obiettivi dell'insegnamento Il corso si propone di presentare agli studenti le attuali metodologie per trattare dati relativi a sistemi chimici complessi. Verrano presentate le principali tecniche chemiometriche (esplorative e modellistiche) e le loro aspplicazioni nel campo della ricerca di relazioni tra struttura molecolare e proprietà chimicho-fisiche, biologiche, farmacologiche e ambientali. Programma Introduzione alla chemiometria e la struttura multivariata dei dati. Il pretrattamento dei dati. Esplorazione dei dati: analisi delle componenti principali, analisi di similarità/diversità. Introduzione ai modelli multivariati e alla loro validazione in predizione. I metodi di regressione: la calibrazione multivariata e i parametri di valutazione dei modelli; metodi Ridge, stepwise e PLS. Gli algoritmi genetici e i metodi di selezione delle variabili. I metodi di classificazione: i parametri di valutazione dei modelli; l'analisi discriminante, il metodo K-NN e i _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 26 metodi di classificazione ad albero. Introduzione alle reti neurali artificiali. Le mappe di Kohonen e di contro-propagazione. Introduzione alle metodologie QSAR e i fondamenti delle relazioni tra struttura molecolare e, proprietà chimico-fisiche, biologiche, tossicologiche e ambientali. Introduzione alla descrizione molecolare. Descrittori costituzionali. La teoria dei grafi molecolari e i descrittori topologici. I descrittori di autocorrelazione, geometrici, quantistici. Fingerprints. Gli approcci di Hansch, Free-Wilson, dei contributi di gruppo. Esempi, applicazioni ed esercitazioni di laboratorio. Chimica computazionale e Laboratorio (vedi Laboratorio di ..) Docente : Ugo Cosentino Modalità dell’esame : relazione e prova orale crediti: 4+4 Obiettivi dell’insegnamento Presentare i fondamenti teorici dei metodi di calcolo quantomeccanici e classici al fine del calcolo di proprietà molecolari e della modellizzazione di processi a livello molecolare. Programma Equazione di Schrödinger per sistemi molecolari e sue approssimazioni fondamentali. Richiami dei metodi MO ab initio e del metodo Hartree-Fock. Il metodo dell’interazione di configurazioni e forme approssimate; il metodo perturbativo Møller-Plesset (MPn). Introduzione ai metodi basati sulla teoria del funzionale densità. La funzione densità elettronica e le proprietà derivate: proprietà elettroniche interne e di risposta. Studio della superficie di energia potenziale (PES): definizione della PES; analisi conformazionale. Metodi di ricerca punti stazionari. Analisi vibrazionale. Analisi termochimica. Il metodo della Meccanica Molecolare. Metodi di simulazione molecolare. Metodo Monte Carlo e metodo della Dinamica Molecolare. Analisi delle traiettorie. Testi consigliati Dispense fornite dal docente F. Jensen “Introduction to computational chemistry“, 2a edizione, Ed. John Wiley & Sons Ltd, 2006. A.R. Leach: “Molecular Modelling: Principles and Applications”, Ed. Prentice-Hall, 2001. Chimica fisica superiore Docente : Dario Narducci Modalità d’esame : prova orale crediti: 8 Obiettivi dell’insegnamento Fornire agli studenti i fondamenti della meccanica statistica di equilibrio e della termodinamica classica e statistica dei sistemi fuori equilibrio. Programma Insiemi statistici e spazio delle fasi; distribuzioni di densità degli stati; principio di eguale probabilità a priori; condizioni di equilibrio statistico; teorema di Liouville; teorema H; Insiemi microcanonici, canonici e gran-canonici; funzione di partizione; il gas perfetto monoatomico classico e quantistico. Termodinamica classica dei sistemi non in equilibrio: regime lineare; relazioni di Onsager; processi di trasporto di massa, carica ed energia; cenni ai sistemi fortemente fuori equilibrio. Equazione di trasporto di Boltzmann. Approssimazione del tempo di rilassamento. Il corso prevede un credito seminariale su un argomenti specifico che sarà concordato ogni anno con gli studenti. Chimica inorganica e metallorganica e Laboratorio Docente: Roberto Della Pergola – Luca De Gioia Modalità dell’esame: prova orale crediti: 6+6 _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 27 Obiettivi dell’insegnamento: conoscere proprietà, strutture, reattività e funzioni biologiche dei complessi dei metalli di transizione. Programma: il corso elencherà le caratteristiche chimiche dei complessi inorganici e metallorganici dei metalli di transizione, classificati per geometria, per atomo donatore dei leganti (H, N, P, O, S, Alogeno) e per configurazione elettronica del centro metallico. Si descriveranno i diversi tipi di legame metallo-carbonio e le loro reattività, le applicazioni in catalisi e nella sintesi organica. Si descriveranno inoltre le proprietà dei composti inorganici di rilevanza biologica (cofattori, metallo-proteine, complessi tra metalli e acidi nucleici). In particolare, verranno trattati i cicli biogeochimici dei principali elementi implicati nella chimica degli organismi viventi, il ruolo delle metalloproteine nei processi cellulari, gli aspetti fondamentali riguardanti la modulazione delle proprietà termodinamiche e cinetiche dei metalli da parte delle proteine. Il corso prevede anche esperienze individuali in laboratorio, per verificare sperimentalmente i principi illustrati Chimica macromolecolare Docente : Piero Sozzani Modalità dell’esame : prova orale crediti: 6 Obiettivi dell’insegnamento Apprendimento dei concetti di base sulla struttura, sintesi e funzionalizzazione dei polimeri. Programma Definizione della struttura e della stereochimica delle macromolecole. Funzioni di distribuzione delle masse molecolari. Polimerizzazioni a stadi: Dipedenza della massa molecolare dal grado di avanzamento della reazione e dalla stechiometria. Distribuzione di Flory. Reticolazione e gelazione. Esempi di sintesi e proprietà. Polimerizzazioni a catena: Chimismo delle polimerizzazioni radicaliche. Reazione di trasferimento di catena: Relazione di Mayo. Considerazioni cinetiche e condizioni termodinamiche per la propagazione. Copolimerizzazione, diagrammi di composizione/alimentazione e rapporti di reattività fra monomeri. Polimerizzazione anionica vivente, copolimeri a blocchi e polimeri funzionalizzati. Polimerizzazione cationica. Polimerizzazione di Ziegler-Natta omogenea ed eterogenea: meccanismo di reazione, simmetria dei catalizzatori e controllo stereochimico. Chimica organica farmaceutica Docente : Francesco Peri Modalità dell’esame : prova orale crediti: 6 Obiettivi dell’insegnamento Fornire allo studente informazioni sulle linee guida per la progettazione di nuove molecole farmacologicamente attive e sulle principali classi di farmaci oggi in uso. Programma Strategie per la scoperta di nuovi farmaci, problematiche connesse. Cenni storici, i farmaci del passato, la medicina tradizionale, farmaci dalle erbe, le medicine etniche. L’approccio della Medicinal Chemistry moderna: i targets framacologici principali (proteine, acidi nucleici, oligosaccaridi, lipidi). Le fasi di sviluppo di un farmaco: scoperta di nuovi composti prototipo (HIT COMPOUND), dall’HIT al composto pilota (LEAD): il rational drug design. Principi di bioisosteria, relazioni quantitative struttura-artività, serie omologhe. La farmacocinetica: l’ADME, i profarmaci, il metabolismo dei farmaci. Farmacodinamica: cenni alle classi principali di farmaci. crediti: 6 Chimica organica superiore I _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 28 Docente: Marco Orlandi Modalità dell’esame : prova orale Obiettivi dell’insegnamento Approfondimento delle conoscenze sulle strutture organiche e sui meccanismi di reazione secondo un approccio di tipo intermedio-avanzato. Programma Il legame chimico. Orbitali molecolari di frontiera e metodo di Hückel. Klopman-Salem. Stereochimica. Meccanismi in chimica organica: termodinamica e cinetica, controllo termodinamico e cinetico, acidità e basicità, elettrofilia e nucleofilia, relazioni di energia libera, postulato di Hammond, catalisi generale acida e basica e catalisi specifica. Classi di reazioni: sostituzione nucleofila, addizione, eliminazione, reazioni di ossidoriduzione. Specie reattive: nucleofili e elettrofili, carbanioni, radicali al carbonio, addizione al gruppo carbonilico. Aromaticità. Sostituzione aromatica. Reazione pericicliche. Riarrangiamenti molecolari. Chimica organica superiore II e Laboratorio (vedi Laboratorio di…) Docente : Antonio Papagni Modalità dell’esame : prova orale crediti:6+2 Obiettivi dell’insegnamento Il corso intende fornire competenze teoriche e sperimentali (esercitazioni) sulle strategie e sulle metodologiche consentono la sintesi di molecole organiche complesse. Programma La sintesi organica e i suoi obbiettivi: target oriented synthesis, method oriented synthesis. Strategie di sintesi, la realizzazione dello scheletro di atomi di carbonio, l’introduzione e la modifica dei gruppi funzionali. Analisi retrosintetica. Disconnessioni. Protezioni e deprotezioni. Il controllo della stereochimica, induzione asimmetrica e chiron approach. Formazione di legami singoli C-C, carboanioni, enolati ed enammine. Processi di acilazione, anellazione. Formazione di doppi legami C=C. Composti organometallici e loro reattività. Composti di organoboro e organosilicio e loro reattività. Metodi di ossidazioni. Metodi di riduzioni. Nuove metodologie. Sintesi in fase solida: supporti solidi e linkers Cenno sulla sintesi combinatoriale. Nuovi mezzi di reazione. Sperimentazione in laboratorio di una sintesi in più passaggi. Elettrochimica Docente : Riccardo Ruffo Modalità dell’esame : prova orale crediti: 4 Obiettivi dell’insegnamento Fornire agli studenti le conoscenze termodinamiche e cinetiche di base dell’elettrochimica e delle sue applicazioni. Illustrare il funzionamento dei dispositivi per la conversione dell’energia chimica in energia elettrica. Programma Ruolo dell’elettrochimica nella scienza moderna. L’elettrolita: interazioni ione-solvente; interazioni ione-ione e teoria di Debye-Hückel; la conduzione ionica, conducibilità specifica, molare ed equivalente; introduzione ai liquidi ionici. L’elettrodo: potenziale elettrochimico, teorie del doppio strato elettrico e fenomeni di adsorbimento; termodinamica elettrochimica e legge di Nernst, semielementi galvanici; squilibrio di elettrodo sotto corrente e sovratensione; sovratensione di trasferimento di carica, corrente di scambio, coefficiente di trasferimento di carica, equazione di Butler Volmer, casi limite e legge di Tafel, sovratensione di diffusione e corrente limite, altri tipi di sovratensione. Applicazioni all’analisi chimica. Dispositivi: batterie primarie e secondarie, celle a combustibile. Laboratorio di Chimica computazionale (integrato con Chimica Computazionale) crediti: 4 Docente : Giorgio Moro _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 29 Modalità dell’esame : relazione e prova orale Obiettivi dell’insegnamento Fornire gli strumenti operativi per l’utilizzo di metodi di calcolo quantomeccanici e classici per il calcolo di proprietà molecolari e la modellizzazione di processi a livello molecolare mediante esercitazioni al calcolatore svolte in laboratori informatici. Programma Esercitazioni in laboratorio informatico relative a: calcolo energie elettroniche e proprietà molecolari; calcolo superficie energia potenziale (PES) conformazionale con metodi quantomeccanici (a livello Hartree Fock, HF, e con metodi che includano la correlazione elettronica) e classici; calcolo PES reattiva con metodi quantomeccanici HF e con metodi correlati; analisi di traiettorie di dinamica molecolare su PES conformazionali; studio di proprietà di sistemi in soluzione acquosa mediante simulazioni di DM. Testi consigliati Dispense fornite dal docente F. Jensen “Introduction to computational chemistry“, 2a edizione, Ed. John Wiley & Sons Ltd, 2006. A.R. Leach: “Molecular Modelling: Principles and Applications”, Ed. Prentice-Hall, 2001. Laboratorio di Chimica organica superiore II (integrato con Chimica organica superiore II) Docente : Barbara La Ferla Modalità dell’esame : relazione scritta crediti: 2 Obiettivi dell’insegnamento : Il Corso si propone di fornire tecniche sintetiche avanzate di sintesi organica, e di preparare gli studenti ad affrontare mediante un approccio critico gli esperimenti proposti e a superare eventuali problematiche che possono insorgere nello svolgimento degli stessi Programma : Tecniche di sintesi in condizioni particolari: ambiente inerte, alte temperature, basse temperature. Reazioni metallo catalizzate. Purificazione e caratterizzazione dei prodotti mediante NMR, Massa. Metodi fisici in chimica inorganica Docente : Franca Morazzoni Modalità d’esame : prova orale crediti: 4 Obiettivi dell’insegnamento Conoscere i modelli di struttura elettronica e legame chimico nei composti inorganici e di coordinazione, attraverso il rilevamento sperimentale delle energie elettroniche. Collegare struttura elettronica e reattività riferendosi con esempi alle applicazioni in ambito catalitico, bioinorganico e dei materiali funzionali. Programma Simmetria e Gruppi Puntuali. Teoria dei Gruppi e tavole dei Caratteri. Teoria dell’orbitale molecolare ed aspetti collegati alla simmetria. Esempi di molecole semplici:molecole biatomiche della prima riga del sistema periodico, H2O, NH3, CH4, CO, NO. Correlazione tra struttura geometrica, struttura elettronica e reattività. Struttura elettronica degli ioni di transizione: stati dello ione libero( interazione interelettronica e termini spettroscopici, accoppiamento spin- orbita); perturbazione dei leganti sull’energia degli orbitali d, aspetti legati alla simmetria; diagrammi di Tanabe e Sugano e diagrammi di Orgel. Gruppi doppi e trattazione gruppo teoretica dell’accoppiamento spin –orbita. Esempi di spettri elettronici di composti ottaedrici interpretati con il modello del campo cristallino; effetti legati alla distorsione, all’accoppiamento spin-orbita, alla sovrapposizione orbitalica metallo-legante. Proprietà magnetiche degli ioni di transizione: Generalità sul magnetismo e tipologia dei _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 30 comportamenti magnetici. Legge di Curie, Equazione di Van Vleck. Rilevamento sperimentale delle proprietà magnetiche: pesata magnetica, risonanza di spin elettronico (EPR). Esempi di correlazione tra valore del momento magnetico efficace, simmetria e struttura elettronica dello ione. Interpretazione dei valori dei tensori magnetici g ed A, correlazioni tra tensori magnetici ed energie di campo cristallino. Esempi di spettri EPR degli ioni della prima riga di transizione. Selezione di esempi di impiego congiunto di proprietà di simmetria, elettroniche e magnetiche. crediti: 4 Metodi computazionali in chimica inorganica Docente : Cristiana Di Valentin Modalità d’esame: relazioni scritte delle esercitazioni computazionali e prova orale Obiettivi dell’insegnamento Il corso ha lo scopo di familiarizzare lo studente con la teoria del funzionale della densità e con i moderni metodi teorico-computazionali per la determinazione della struttura elettronica e delle proprietà spettroscopiche di complessi di metalli di transizione e solidi ionici. Il corso è strutturato in una parte frontale e una di laboratorio in cui lo studente affronta alcuni esempi illustrativi di calcoli quantistici in ambito inorganico. Programma Metodi basati sulla teoria del funzionale della densità. Cenni di teoria del funzionale della densità (DFT). Descrizione dei principali funzionali di scambio e correlazione in uso per problemi chimici (funzionali puri e funzionali ibridi). Applicazione dei metodi DFT alla soluzione di problemi in chimica inorganica (composti di coordinazione e stato solido). Uso della teoria dei gruppi nell’ambito delle spettroscopie ottiche e magnetiche. Regole di selezione nella spettroscopia infrarossa ed elettronica. Spettroscopia di risonanza elettronica. Calcolo dei modi normali di vibrazione (spettro infrarosso), calcolo degli orbitali molecolari, delle transizioni elettroniche con il metodo TD-DFT (spettro ottico UV-vis), calcolo delle proprietà magnetiche (parametri di spettroscopia di risonanza elettronica). Testi raccomandati Harris D. C., Bertolucci M. D. Symmetry and Spectroscopy. Jensen F. Introduction to computational chemistry. Koch W., Holthausen M. C. A chemist’s guide to Density Functional Theory. Lecture notes and www.gaussian.com (Gaussian03 official web site). _____________________________________________________________________ LAUREA IN SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE 31