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Oggetto:
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METODI CHIMICO-FISICI PER LA CHIMICA INDUSTRIALE

Oggetto:

PHYSICO-CHEMICAL METHODS FOR THE INDUSTRIAL CHEMISTRY

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Anno accademico 2019/2020

Codice attività didattica
MFN1238
Docenti
Prof. Giuseppe Spoto (Titolare del corso)
Dott. Giuliana Magnacca (Titolare del corso)
Corso di studio
Laurea Magistrale in Chimica Industriale
Laurea Magistrale in Chimica Industriale
Anno
1° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
9
SSD attività didattica
CHIM/02 - chimica fisica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Lezioni frontali facoltative; laboratorio obbligatorio
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
Conoscenze di base di Fisica, Chimica e Chimica-fisica.
Basic knowledge of Physics, Chemistry and Physical Chemistry.
Propedeutico a
Lavoro di tesi.
Experimental activities for the thesis.
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Sommario del corso

Oggetto:

Obiettivi formativi

Il corso si propone di portare gli studenti alla conoscenza e padronanza
di alcuni strumenti chimico-fisici utilizzabili per la caratterizzazione
morfologica, strutturale massiva e di superficie di materiali con
applicazioni nei processi industriali o per l'analisi di prodotti ad alto
contenuto tecnologico.

The course aims to bring students to the knowledge and mastery of some
instrumental tools for the physical-chemical characterization of the
morphological, structural, mass and surface properties of materials with
applications in industrial processes or for the analysis of products with
high technological content.

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Risultati dell'apprendimento attesi

L'insegnamento prevede di rafforzare le conoscenze degli Studenti delle tecniche di caratterizzazione chimico-fisica di un materiale completandone la formazione di Chimico Industriale con le seguenti competenze.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE

Gli Studenti acquisiranno i principi fondanti le tecniche di caratterizzazione chimico-fisica di un materiale e saranno in grado di leggere i risultati forniti da tale tecnica. 

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

Gli studenti saranno in grado di applicare la giusta tecnica per esaminare una specifica proprietà di un materiale.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO

Gli studenti saranno in grado di esaminare criticamente un materiale dal punto di vista delle sue caratteristiche chimico-fisiche.

ABILITÀ COMUNICATIVE

Gli Studenti saranno in grado di descrivere le tecniche chimico-fisiche e di commentare i dati in modo chiaro e adatto alla comprensione da parte di persone di diversa formazione

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO

Gli Studenti saranno in grado di proseguire il loro percorso formativo in corsi di dottorato o master nel settore chimico-industriale relativamente alle tecniche chimico-fisiche. 

The course aims to strengthen the students' knowledge of the chemical-physical characterization techniques of a material by completing its Industrial Chemistry training with the following skills.

KNOWLEDGE AND CAPACITY OF COMPREHENSION:

Students will acquire the basic principles of chemical-physical characterization techniques of a material and will be able to read the results provided by this technique.

CAPACITY TO APPLY KNOWLEDGE AND COMPREHENSION

Students will be able to apply the right technique to examine a specific property of a material.

AUTONOMY OF JUDGMENT

Students will be able to critically examine a material in terms of its chemical and physical characteristics.

COMMUNICATIVE SKILLS

Students will be able to describe chemical-physical techniques and to comment on data in a clear and suitable way for people with different backgrounds to understand

LEARNING ABILITY  

Students will be able to continue their training in doctoral or masters courses in the chemical-industrial sector in relation to chemical-physical techniques.

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Programma

Facendo specifico riferimento ad applicazioni di natura tecnologica ed
industriale in settori quali la catalisi eterogenea, la produzione e l'
immagazzinamento di energia, il monitoraggio e il contenimento di
emissioni inquinanti, il corso si propone di illustrare i principali metodi
chimico-fisici per lo studio dei solidi, delle superfici e delle interfasi.
In particolare:
- Metodi gravimetrici e gas-volumetrici per l'ottenimento di isoterme di
adsorbimento.
- Metodi calorimetrici e microcalorimetrici per lo studio dell'
adsorbimento.
- Spettroscopia fotoelettronica (XPS) per la caratterizzazione delle
superfici.
- Spettroscopie vibrazionali (FTIR e Raman): richiamo dei principi e
descrizione delle principali tecniche per lo studio di gas, liquidi, solidi e
fasi adsorbite. Particolare attenzione sarà rivolta all'uso della trasformata
di Fourier in queste applicazioni.
- Spettroscopia UV-Vis-NIR: richiamo dei principi e principali tecniche per
lo studio dei solidi.
- Metodi per la caratterizzazione morfologica e strutturale: diffrazione di
raggi X (XRD) e microscopie elettroniche in trasmissione (TEM) e a
scansione (SEM).
Gli esempi di applicazione di questi metodi avranno come oggetto: (i)
alcuni catalizzatori e processi catalitici industriali; (ii) i catalizzatori e i
fotocatalizzatori per produzione e la purificazione di H2 (con cenni alle
celle a combustibile e al loro funzionamento); (iii) i sistemi per l'
abbattimento degli inquinanti emessi da motori a combustione interna
(marmitte catalitiche); (iv) i sensori di gas a stato solido.
Nelle esercitazioni in laboratorio alcune delle metodiche saranno
applicate allo studio di materiali modello e reali.

The main goal of the course is the description of the most useful physicochemical
methods for the study of solids, surfaces and interfaces
addressed to the technological and industrial applications in different
fields, as the heterogeneous catalysis, the energy production and
storage, the monitoring and control of polluting emissions.
In particular:
- Gravimetric and gas-volumetric methods to obtain adsorption isotherms
- Calorimetric and microcalorimetric methods for the adsorption study
- Photelectron spectroscopy (XPS) for surface characterization
- Vibrational spectroscopies (FT-IR and Raman): review of basic elements
and description of the main techniques for the study of gaseous, liquid,
solid and adsorbed phases. Particular attention will be devoted to the use
of Fourier transformer in this field.
- UV-Vis-NIR spectroscopy: review of basic elements and description of
the main techniques for the study of solids.
- Methods for the morphological and structural characterization: X ray
diffraction (XRD) and trasmission and scannning electron microscopies
(TEM and SEM).
The application examples will be devoted to: (i) some catalysts and
catalytic industrial processes; (ii) catalysts and photocatalysts for the
hydrogen production and purification (mention to fuel cells and to their
operation); (iii) pollutant abatement devices for internal combustion
engines (catalytic converters); (iv) solid state gas sensors.
During the laboratory practise model materials and real samples will be
studied by the described methods.

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Modalità di insegnamento

Il corso si svolge utilizzando lezioni in aula preliminari alle esercitazioni in aula e/o in laboratorio, considerando anche la letteratura scientifica disponibile sulle tematiche trattate

 

The course is carried out by means of lessons preliminary to practice in class and/or in laboratory, considering also the scientific literature available on the topics.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame orale. I candidati preparano un power point su un argomento del programma a loro scelta. Successivamente si procede ad una verifica sulla restante parte del programma.

Oral examination. The candidates prepare a power point presentation on a topic of the program. Afterwards a discussion takes place on the remaining part of the program.

 

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Testi consigliati e bibliografia

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile presso i docenti o
sul sito del corso.
• I testi base consigliati per il corso sono: Atkins, "Chimica fisica" o testi
equivalenti
• E' fortemente consigliato l'utilizzo del seguente materiale per
approfondimenti e integrazioni: il materiale sarà consigliato dai docenti
durante lo svolgimento del corso.
• Infine sono di seguito indicati siti internet di interesse:
http://webbook.nist.gov/chemistry/; http://hyperphysics.phy-astr.gsu.
edu/hbase/hframe.html

The material presented in class is available from teachers or on the
course website.
• The recommended basic texts for the course are: Atkins, "Physical
Chemistry" texts or equivalent
• Further material for insights and additions will be recommended by the
teachers during the course.
• Finally, are listed below websites of interest:
http://webbook.nist.gov/chemistry/; http://hyperphysics.phy-astr.gsu.
edu/hbase/hframe.html

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Note

Frequenza: facoltativa per la parte teorica, obbligatoria per le parti di laboratorio

Attendance: optional for the theoretical part; compulsory for the experimental activities in the laboratory.

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Ultimo aggiornamento: 26/04/2019 13:28
Location: https://chimicaindustriale.campusnet.unito.it/robots.html
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