| Codice |
A000265 |
| CFU |
6 |
| Docente responsabile |
Marzio Rosi |
| Docenti |
- Marzio Rosi
- Stefano Falcinelli (Codocenza)
- Giacomo Giorgi (Codocenza)
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| Ore |
- 14 ore - Marzio Rosi
- 14 ore (Codocenza) - Stefano Falcinelli
- 14 ore (Codocenza) - Giacomo Giorgi
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| Attività |
Caratterizzante |
| Ambito |
Tecnologie dei processi chimici |
| Settore |
CHIM/07 |
| Tipo insegnamento |
Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento |
Italiano |
| Contenuti |
Chimica dell'atmosfera; grandi cicli naturali dell'ozono, degli ossidi di azoto e del biossido di carbonio nell'atmosfera terrestre. Effetto serra. Le emissioni in atmosfera: specie solforate e azotate; idrocarburi; ossidi di carbonio; ozono; metalli; ceneri e particolati; VOC; asbesti. Piogge acide e smog fotochimico. Radioattività: generalità, scoperta e problematiche connesse. Processi di decadimento radioattivo, radiazioni ionizzanti e loro pericolosità. Reazioni chimiche di combustione: generalità. Potere calorifico inferiore e superiore: metodi di calcolo e di misura. Semiconduttori e relative proprietà: struttura a bande e bandgap. Principi di funzionamento del fotovoltaico e della fotocatalisi. Efficienza di fotoconversione (PCE). Celle al silicio; dispositivi CIGS di seconda generazione (a film sottile); celle solari multigiunzione (terza generazione). Fotovoltaico low-cost: celle Graetzel (celle solari sensibilizzate con colorante, DSSC). Perovskiti ibride in optoelettronica. Architetture dei dispositivi e loro ingegneria chimica. Dispositivi senza piombo. Materiali layered. 3D bulk vs 2D/3D e 2D puri Ruddlesden-Popper e Dion-Jacobsen. Da 3D a 0D: stessi materiali con diverse dimensionalità (e diverse applicazioni) Confinamento quantico. Eccitoni e altre quasi-particelle. Eccitoni di Wannier e Frenkel. Previsione delle proprietà elettroniche ottiche mediante calcoli teorici basati sui primi principi. Strumenti computazionali e visualizzazione delle proprietà calcolate. Materiali ceramici di ultima generazione: Ossidi ad elevata entropia e relative applicazioni tecnologiche. |
| Testi di riferimento |
1) David W. Oxtoby, H. P. Gillis & Laurie J. Butler, Chimica Moderna, EdiSES, Napoli. 2) S. Falcinelli, F. Vecchiocattivi, Radiochimica ambientale: una guida pratica per capire che cos’è e come si misura. ARACNE Editrice Int.le S.r.l. – Roma (I^ ed. 2016). ISBN 978-88-548-9458-7 3) Cesare Brisi, Chimica Applicata. Editrice Levrotto e Bella – Torino (2^ ed. 1991). 4) Bradley D. Fahlman, Materials Chemistry, 3rd edition, Springer (2018). 5) Anthony R. West, Solid State Chemistry and Its Applications, 2nd Edition (John Wiley & Sons) 2014. |
| Obiettivi formativi |
Acquisizione delle basi per la comprensione dei fenomeni chimici importanti nelle tecnologie e, in particolare, di quelli legati alle interazioni tra l’attività umana e l’ambiente per saper valutare gli effetti prodotti dall’uso delle tecnologie e per sapere come intervenire nella salvaguardia delle condizioni ambientali e dei materiali. |
| Prerequisiti |
Conoscenze di base della Chimica Generale. |
| Metodi didattici |
Lezioni frontali e esercitazioni numeriche in aula. |
| Altre informazioni |
Sono previsti otto appelli di esame. Le date possono essere reperite nel sito http://www.dcbb.unipg.it/ |
| Modalità di verifica dell'apprendimento |
La verifica è una prova orale che consiste soprattutto in una discussione sugli argomenti principali del corso. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso |
Unità Chimica e inquinamento dell'atmosfera (14 ore frontali - 2 CFU): Chimica dell'atmosfera; grandi cicli naturali dell'ozono, degli ossidi di azoto e del biossido di carbonio nell'atmosfera terrestre. Effetto serra. Le emissioni in atmosfera: specie solforate e azotate; idrocarburi; ossidi di carbonio; ozono; metalli; ceneri e particolati; VOC; asbesti. Piogge acide e smog fotochimico. Unità Radiochimica Ambientale e Combustioni (14 ore frontali – 2 CFU): Radioattività: generalità, scoperta e problematiche connesse. Processi di decadimento radioattivo, radiazioni ionizzanti e loro pericolosità. Radionuclidi naturali e artificiali. Serie radioattive e cinetica di decadimento nucleare: Equilibrio secolare. Metodi di datazione radioisotopica. Radon e sua pericolosità: tecniche di rilevazione e normativa. Reazioni chimiche di combustione: generalità. Potere calorifico inferiore e superiore: metodi di calcolo e di misura. Bomba di Mahler e calorimetro di Junkers. Aria teorica di combustione, volume e composizione dei fumi: esempi vari di calcolo. Temperatura teorica di combustione, calori sensibili e loro utilizzo: esempi vari di calcolo. Perdita al camino, temperatura di ignizione, limiti di infiammabilità inferiore/superiore e loro dipendenza da temperatura e pressione, potenziale termico dei carburanti. Unità Materiali per Applicazioni Optoelettroniche (14 ore frontali – 2 CFU): Semiconduttori e relative proprietà: struttura a bande e bandgap. Principi di funzionamento del fotovoltaico e della fotocatalisi. Efficienza di fotoconversione (PCE). Celle al silicio; dispositivi CIGS di seconda generazione (a film sottile); celle solari multigiunzione (terza generazione). Fotovoltaico low-cost: celle Graetzel (celle solari sensibilizzate con colorante, DSSC). Perovskiti ibride in optoelettronica. Architetture dei dispositivi e loro ingegneria chimica. Dispositivi senza piombo. Materiali layered. 3D bulk vs 2D/3D e 2D puri Ruddlesden-Popper e Dion-Jacobsen. Da 3D a 0D: stessi materiali con diverse dimensionalità (e diverse applicazioni) Confinamento quantico. Eccitoni e altre quasi-particelle. Eccitoni di Wannier e Frenkel. Previsione delle proprietà elettroniche ottiche mediante calcoli teorici basati sui primi principi. Strumenti computazionali e visualizzazione delle proprietà calcolate. Materiali ceramici di ultima generazione: Ossidi ad elevata entropia e relative applicazioni tecnologiche. |
| Codice |
A004760 |
| CFU |
4 |
| Docente responsabile |
Marzio Rosi |
| Docenti |
- Marzio Rosi
- Stefano Falcinelli (Codocenza)
- Giacomo Giorgi (Codocenza)
|
| Ore |
- 12 ore - Marzio Rosi
- 24 ore (Codocenza) - Stefano Falcinelli
- 12 ore (Codocenza) - Giacomo Giorgi
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| Attività |
Altro |
| Ambito |
Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro |
| Settore |
NN |
| Tipo insegnamento |
Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento |
Italiano |
| Contenuti |
Principi generali dell’analisi chimica ambientale; metodologia strumentale; precisione e accuratezza delle misure; deviazione standard e livello di affidabilità; limiti di rivelazione. Misure indoor e outdoor di radioattività ambientale in biologia architettonica mediante scintillatori MEDCont a NaI e a ZnS. Esempi di misura di spettroscopia gamma. Calcolo tramite impiego di codici basati sulla teoria del funzionale della densità elettronica delle proprietà strutturali ed elettroniche di semiconduttori (Si, GaAs, TiO2). |
| Testi di riferimento |
1) David W. Oxtoby, H. P. Gillis & Laurie J. Butler, Chimica Moderna, EdiSES, Napoli. 2) S. Falcinelli, F. Vecchiocattivi, Radiochimica ambientale: una guida pratica per capire che cos’è e come si misura. ARACNE Editrice Int.le S.r.l. – Roma (I^ ed. 2016). ISBN 978-88-548-9458-7. 3) Douglas A. Skoog, F. James Holler, Stanley R. Crouch, Chimica Analitica strumentale, EdiSES, Napoli. 4) Bradley D. Fahlman, Materials Chemistry, 3rd edition, Springer (2018). 5) Anthony R. West, Solid State Chemistry and Its Applications, 2nd Edition (John Wiley & Sons) 2014. 6) Cesare Brisi, Chimica Applicata. Editrice Levrotto e Bella – Torino (2^ ed. 1991). |
| Obiettivi formativi |
Acquisizione delle basi per la comprensione dei fenomeni chimici importanti nelle tecnologie e, in particolare, di quelli legati alle interazioni tra l’attività umana e l’ambiente per saper valutare gli effetti prodotti dall’uso delle tecnologie e per sapere come intervenire nella salvaguardia delle condizioni ambientali e dei materiali. |
| Prerequisiti |
Conoscenze di base della Chimica Generale. |
| Metodi didattici |
Lezioni frontali, esercitazioni numeriche in aula e prove pratiche in laboratorio. |
| Altre informazioni |
Sono previsti otto appelli di esame. Le date possono essere reperite nel sito http://www.dcbb.unipg.it/ |
| Modalità di verifica dell'apprendimento |
La verifica consiste in un colloquio orale con eventuali prove pratiche in laboratorio in cui devono essere mostrate le conoscenze acquisite. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso |
Unità Teoria degli errori (12 ore di laboratorio – 1 CFU): Principi generali dell’analisi chimica ambientale; metodologia strumentale; precisione e accuratezza delle misure; deviazione standard e livello di affidabilità; limiti di rivelazione. Unità Determinazione Radiazioni Ionizzanti (24 ore di laboratorio – 2 CFU): Misure indoor e outdoor di radioattività ambientale in biologia architettonica mediante scintillatori MEDCont a NaI e a ZnS. Esempi di misura di spettroscopia gamma. Calcolo ab-initio di strutture di semiconduttori semplici (12 ore di laboratorio – 1 CFU): Calcolo tramite impiego di codici basati sulla teoria del funzionale della densità elettronica delle proprietà strutturali ed elettroniche di semiconduttori (Si, GaAs, TiO2). |
