72576 - CHIMICA FISICA PER BIOLOGIA CON LABORATORIO

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze approfondite dei principi e delle leggi fisiche fondamentali che permettono di razionalizzare e comprendere il comportamento dei sistemi chimici e biochimici. In particolare, lo studente è in grado di: - applicare i concetti della termodinamica alla reattività chimica e biochimica; - applicare concetti cinetici all'analisi della variazione temporale di una reazione; - comprendere come le proprietà microscopiche governano i processi macroscopici; - utilizzare strumenti matematici, di calcolo e sperimentali per la descrizione quantitativa dei processi chimici e biochimici.

Contenuti

1. Comportamento di gas reali e ideali. Miscele gassose. Modello cinetico-molecolare dei gas: velocita' molecolari, effusione e diffusione.

2. Equipartizione dell'energia. Legge di distribuzione di Boltzmann e interpretazione molecolare della temperatura. I fondamenti statistici della cinetica e della termodinamica: la relazione fra microscopico e macroscopico.

3. I principi della Termodinamica e le funzioni di stato derivate: applicazioni alle reazioni chimiche e agli equilibri di fase. Effetti di pressione e di temperatura sull'equilibrio chimico.

4. Sistemi a più componenti e a piu' fasi. Grandezze molari parziali. Potenziale chimico. Soluzioni ideali edeviazioni dall'idealità. Proprietà colligative.

5. Soluzioni di elettroliti. L'attività ionica e la legge limite di Debye- Huckel. Le proprietà colligative delle soluzioni di elettroliti. Le membrane biologiche

6. Termodinamica dei sistemi elettrochimici. L'ossidazione biologica.

7. La cinetica chimica: velocità, ordine e e molecolarità delle reazioni. Le teorie della velocità di reazione e la dipendenza dalla temperatura. Reazioni complesse e reazioni in soluzioni. Catalisi enzimatica

8. Cenni di spettrofotometria e spettrofluorimetria

Testi/Bibliografia

Appunti di lezione e slides

R. Chang, Chimica Fisica 1, Zanichelli 2003

P.W. Atkins, J. De Paula, Chimica Fisica, Zanichelli 2012

D. Eisemberg, D. Crothers, Physical Chemistry with applications to the life sciences, Benjamin /Cummings Company 1979

Metodi didattici

Durante le lezioni frontali (32 ore) si discuteranno i principi fondamentali riguardanti la distribuzione dell'energia in un sistema chimico e biochimico e le leggi e i fondamenti della cinetica chimica. Le lezioni frontali verranno affiancate da esercitazioni numeriche (ca 2 ore alla settimana per un totale di 12 ore) e da esercitazioni di laboratorio (12 ore) durante le quali verranno proposti esempi relativi agli argomenti esposti a lezione e che permetteranno allo studente di acquisire competenza nella trattazione quantitativa dei sistemi reattivi.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova di accertamento consiste in una parte scritta ed una orale. Durante la prova scritta allo studente verrà richiesto di risolvere alcuni esercizi numerici simili a quelli svolti durante il corso. Lo studente che avrà superato lo scritto potrà sostenere la prova  orale volta all'accertamento della comprensione della parte teorica del corso e delle esercitazioni di laboratorio. Verrà inoltre valutata la partecipazione al laboratorio attraverso una relazione scritta sulle attività svolte che potrà essere  preparata anche in gruppo.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, laboratori, PC

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.unibo.it/SitoWebDocente/default.htm?upn=sonia.melandri%40unibo.it&TabControl1=TabContatti

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Sonia Melandri