04422 - CHIMICA GENERALE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce i concetti di base di chimica generale e inorganica necessari per il successivo sviluppo delle competenze specifiche nel settore medico-veterinario; è in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per la comprensione in chiave molecolare dei meccanismi biologici di cellule e organismi animali.

Contenuti

1. Descrizione di strutture molecolari di interesse biologico (acquisizione della corretta terminologia per la descrizione della struttura e delle correlate proprietà delle sostanze inorganiche di interesse biologico; acquisizione della capacità di utilizzare le configurazioni elettroniche e la tavola periodica per prevedere le proprietà degli elementi e dei composti, con particolare riguardo a quelli di interesse biologico; acquisizione della capacità di comprendere le proprietà delle sostanze di interesse biologico sulla base delle interazioni fra gli atomi; acquisizione della capacità di predire la forma e la polarità delle strutture in considerazione dell'importanza di interazioni di particolare interesse in ambito biologico, quali la solubilità, le interazioni ormone-recettore, la permeabilità delle membrane biologiche ecc.)

Fondamenti. Grandezze e unità di misura. Proprietà e classificazione della materia. Sistema termodinamico. Funzioni ed equazioni di stato. Energia, lavoro, calore e temperatura.

Gli atomi: dalla struttura elettronica alle proprietà degli elementi. L'atomo e le particelle subatomiche; numero atomico e numero di massa. Concetto di massa atomica assoluta e relativa. Isotopi. Il concetto di mole. La configurazione elettronica degli atomi nella determinazione delle proprietà degli atomi. La tavola periodica.

Interazioni fra atomi: il legame chimico e le proprietà della materia. Il legame chimico e l'energia di legame. Legame metallico, legame ionico e reticoli cristallini (cenno). Il legame covalente e le molecole. Formule chimiche. Mesomeria. La forma delle molecole e la polarità delle strutture: significato nel contesto biologico. Legami deboli e loro importanza biologica.

Caratteristiche e ruolo degli elementi essenziali per gli organismi viventi. Concetto di essenzialità; macroelementi, oligoelementi ed elementi tossici; correlazione fra struttura, principali caratteristiche e ruoli funzionali negli organismi viventi (cenni).

2. Dinamica dei sistemi biologici: reazioni e processi chimici (acquisizione della corretta capacità di descrizione e comprensione dei processi chimico-biologici attraverso i concetti di equilibrio, spontaneità e meccanismo di reazione)

Reazioni chimiche e cenni di stechiometria. Equazioni chimiche e stechiometria. Descrizione di semplici reazioni acido-base e di ossidoriduzione di interesse biologico. Peso atomico, peso molecolare e peso equivalente. La grandezza concentrazione e le sue unità di misura.

Cenni di termodinamica e bioenergetica. I tre principi della termodinamica e la loro applicazione alle reazioni chimico-biologiche. Entalpia; significato e applicazione nel settore della nutrizione. Entropia. Energia libera e spontaneità delle reazioni. Stati standard in biochimica e nei sistemi biologici. Reazioni accoppiate.

Cinetica chimica e equilibrio chimico. Velocità di reazione e sua equazione. Energia di attivazione. Ordine e molecolarità (cenni). Catalisi. La condizione dell'equilibrio dinamico. La costante di equilibrio e il suo carattere predittivo. Stati standard chimico e biochimico.

3. Le soluzioni e gli equilibri in soluzione di interesse biologico (acquisizione della capacità di comprendere correttamente i processi di interesse biologico che avvengono in soluzione acquosa)

Le soluzioni e le loro proprietà. Il solvente acquoso e le soluzioni. Proprietà colligative delle soluzioni e loro interesse biologico. Il solvente organico. Interazioni idrofobiche: natura e significato biologico.

Equilibri in soluzione. Equilibri omogenei ed eterogenei. Gli acidi e le basi. Equilibrio di autoionizzazione dell'acqua e pH. pH di soluzioni di acidi e/o basi forti e deboli. Idrolisi salina. Soluzioni tampone. Equazione di Henderson-Hasselbalch. Titolazioni (cenni). Elettroliti anfoteri: significato di pH isoionico e isoelettrico e loro applicazione a molecole di interesse biologico. La misura del pH: indicatori di pH e pHmetro. La costante del prodotto di solubilità.

4. Avviamento alla pratica nel laboratorio chimico-biochimico
(acquisizione della capacità di operare correttamente e in sicurezza nel laboratorio chimico-biochimico didattico e di ricerca, sia singolarmente che in gruppo, e di elaborare criticamente i dati sperimentali)
La sicurezza in laboratorio. Formazione degli studenti in materia di sicurezza in laboratorio. Accertamento dell'acquisizione da parte degli studenti dei concetti relativi alla sicurezza mediante test a risposta multipla.

Operazioni semplici in laboratorio. La vetreria da laboratorio: descrizione e corretto utilizzo. Preparazione di soluzioni acquose a concentrazione nota e diluizione di soluzioni.

La misura sperimentale del pH. Il pHmetro: concetto di taratura di uno strumento; misura del pH di alcuni sistemi acquosi. Gli indicatori universali.

Testi/Bibliografia

Il materiale didattico è costituito dai libri di testo scelti dallo studente fra quelli consigliati e dal materiale messo a disposizione nel sito web dedicato https://virtuale.unibo.it/

Il materiale didattico fornito costituisce una traccia del programma svolto e ha lo scopo di far comprendere l'importanza e l'impostazione degli argomenti. Tale materiale pertanto rappresenta un ausilio per lo studio, ma non sostituisce i libri di testo consigliati, che dovranno comunque essere utilizzati per il raggiungimento di una adeguata preparazione.

Testi consigliati:
K.J. Denniston, J. J. Topping, R L. Caret: "Chimica generale, chimica organica, propedeutica biochimica", McGraw-Hill.
F.A. Bettelheim, W.H. Brown, M.K. Campbell, S.O. Farrel: "Chimica e Propedeutica Biochimica", EdiSES, Napoli.
T. Bellini: “Chimica medica e propedeutica biochimica”, Zanichelli editore, Bologna.
D. L. Nelson, M. M. Cox: "I principi di Biochimica di Lehninger", Zanichelli.
Bonaccorsi di Patti, Contestabile, Di Salvo (a cura di): “Metodologie biochimiche”, Zanichelli Editore, Bologna.
C. De Marco, C. Cini: "Principi di metodologia Biochimica", Piccin.

Metodi didattici

Lezioni teoriche frontali.

Esercitazioni pratiche in laboratorio didattico attrezzato. Per l'accesso al laboratorio didattico è obbligatorio indossare il camice. Quando necessario, saranno inoltre forniti i DPI idonei allo svolgimento delle specifiche attività, quali ad esempio guanti monouso e occhiali di protezione.

In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza alle esercitazioni di questa attività formativa richiede lo svolgimento dei moduli 1 e 2 in modalità e-learning fruibili al link https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio e la partecipazione al modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.

Elaborazione e applicazione dei concetti teorici tramite analisi di situazioni-problema.

Potranno essere effettuati seminari di approfondimento concordati con gli studenti su argomenti specifici di particolare interesse.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

1) Modalità di verifica dell'apprendimento

La prova d'esame relativa all'insegnamento “Chimica generale” deve essere sostenuta contestualmente a quelle degli insegnamenti “Biochimica strutturale I” e “Biochimica Strutturale II”, in quanto componenti del medesimo Corso Integrato “Chimica e biochimica strutturale”. La votazione riportata nella prova, concorre alla determinazione del voto finale dell'esame “Chimica e biochimica strutturale”, ottenuto appunto dalla sintesi delle singole valutazioni dei tre insegnamenti che lo compongono.

Relativamente all'insegnamento “Chimica generale”, l'esame mira a valutare il raggiungimento dei principali obiettivi didattici:
- Capacità di descrivere strutture molecolari di interesse biologico di prevederne le proprietà;
- Conoscenza dei concetti della chimica alla base dei processi chimico-biologici che si attuano in cellule e organismi animali;
- Capacità di analizzare problemi e elaborare in modo critico e autonomo le possibili soluzioni.

La verifica dell'apprendimento consta di una prova orale relativa agli argomenti trattati, durante la quale sono discussi anche gli elaborati, presentati in forma di relazione scientifica, sulle esercitazioni svolte durante il corso.
Eventuali accertamenti della preparazione in itinere o test di autovalutazione (facoltativi) potranno essere effettuati durante lo svolgimento del corso, previo accordo con gli studenti.
- La prova orale ha lo scopo di verificare le conoscenze acquisite e la capacità di applicare tali nozioni alla soluzione di problematiche mediante i necessari collegamenti logico-deduttivi. È posta particolare attenzione alla capacità dello studente di ragionare in modo trasversale, collegando le nozioni di varie parti dell'insegnamento e di esporre utilizzando un linguaggio chiaro e appropriato.
- L'elaborato, che potrà essere brevemente presentato e discusso in sede di esame, avrà lo scopo di evidenziare le capacità di elaborazione di nozioni e di dati per la stesura di relazioni scientifiche e le abilità di comunicazione e esposizione delle informazioni in forma scritta.

Una conoscenza molto approfondita dei temi affrontati nel corso, unitamente ad elevate capacità di analisi critica, di collegamento e a sicura padronanza della terminologia specifica saranno valutati con il massimo del punteggio (30-30L).

Una conoscenza approfondita dei temi affrontati nel corso, unitamente a buone capacità di analisi e di critica e al possesso di una sicura padronanza della terminologia specifica saranno valutati con voti buoni (27-29).

Una preparazione tecnicamente adeguata ed una capacità di analisi sufficiente, anche se non particolarmente articolate, espresse in un linguaggio corretto, produrranno valutazioni discrete (23-26).

Una preparazione ed una capacità di analisi sufficienti, espresse in un linguaggio appena formalmente corretto, determineranno la sufficienza (18-22).

2) Modalità di prenotazione dell'esame e date degli appelli

Gli studenti possono prenotarsi per la prova di esame esclusivamente utilizzando le modalità previste dal sistema online AlmaEsami. Per eventuali informazioni sulle modalità di prenotazione, collegarsi al sito: https://almaesami.unibo.it/almaesami/welcome.htm.

• Gli appelli vengono di solito proposti nell'ambito dei periodi di sospensione delle lezioni per gli studenti in corso e nell'arco di tutto l'anno accademico per gli studenti fuori corso.
• Il giorno dell'appello, in relazione al numero di candidati iscritti, la commissione stilerà un calendario d'esame in modo da far sostenere l'esame nel più breve tempo possibile.
• Trattandosi di Corso Integrato, della commissione fanno parte il prof. Salvatore Nesci e la dott.ssa Fabiana Trombetti, a cui è affidata la procedura di verbalizzazione.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, PC, lavagna, laboratori e strumentazioni specifiche.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Fabiana Trombetti