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Oggetto:
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METODI CHIMICO-FISICI PER LA CHIMICA INDUSTRIALE

Oggetto:

PHYSICO-CHEMICAL METHODS FOR THE INDUSTRIAL CHEMISTRY

Oggetto:

Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
MFN1238
Docenti
Alessandro Ali Damin (Titolare del corso)
Prof.ssa Giuliana Magnacca (Titolare del corso)
Prof. Giuseppe Spoto (Titolare del corso)
Corso di studio
Laurea Magistrale in Chimica Industriale
Laurea Magistrale in Chimica Industriale
Anno
1° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
9
SSD attività didattica
CHIM/02 - chimica fisica
Erogazione
Mista
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.
Oggetto:

Sommario insegnamento

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.

Oggetto:

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 tali tecniche. 

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. Saranno inoltre in grado di preparare una presentazione di dati in formato power point.

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. Moreover, they will be able in preparing a data presentation in power point format.

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.

Oggetto:

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 o visione di materiale multimediale preliminari alle esercitazioni in aula e/o in laboratorio, considerando anche la letteratura scientifica disponibile sulle tematiche trattate. 

In seguito all'emergenza sanitaria dovuta al COVID-19, tutte le lezioni si svolgeranno in presenza (accesso consentito con Green Pass valido), ma lo streaming webex sarà garantito.

I link alle piattaforme webex utilizzate per le lezioni in video conferenza sono:

https://unito.webex.com/meet/giuliana.magnacca (lezioni di Giuliana Magnacca),

https://unito.webex.com/meet/giuseppe.spoto (lezioni di Giuseppe Spoto)

https://unito.webex.com/meet/alessandro.damin (lezioni di Alessandro Damin).

Indicativamente, Alessandro Damin svolgerà le lezioni nella sua stanza webex dal 6 al 15 ottobre 2021, Giuseppe Spoto svolgerà le lezioni nella sua stanza webex dal 18 ottobre 2021 al 4 novembre 2021, Giuliana Magnacca svolgerà le lezioni nella sua stanza webex a partire dal 5 novembre.

Le indicazioni riguardanti le esercitazioni e le parti pratiche in laboratorio saranno fornite via email successivamente all'inizio delle lezioni. Gli studenti sono pertanto invitati ad iscriversi al corso su Campusnet per ricevere indicazioni in tempo reale.

 

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.

As a consequence of the COVID-19 sanitary emergency, all the lessons will be carry out in presence (access allowed with valid Green Pass), but the webex streaming will be guaranteed. 

The webex links to use for attending the classes in videoconference mode are:

https://unito.webex.com/meet/giuliana.magnacca (Giuliana Magnacca's classes),

https://unito.webex.com/meet/giuseppe.spoto (Giuseppe Spoto's classes)

https://unito.webex.com/meet/alessandro.damin (Alessandro Damin's classes).

Indicatively, Alessandro Damin will carry out his lessons in his webex room in the period 6-15 October 2021, Giuseppe Spoto will carry out his lessons in his webex room in the period 18 October 2021-4 November 2021, Giuliana Magnacca will carry out her lessons in her webex room starting on the 5 November 2021.

All the information concerning PC exercises and practical parts in laboratory will by supplied by email after the beginning of the lessons. The students are therefore invited to register in the Campusnet course website in order to receive the istructions in real time.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame orale. Gli studenti dovranno organizzare in autonomia, prima dell'esame, una propria attività di caratterizzazione di un materiale (sfruttando almeno una strumentazione disponibile) per raccogliere dati ed elaborarli. Questa attività sperimentale sarà oggetto di una presentazione power point da presentare in sede d'esame. Successivamente si procederà ad una verifica dell'apprendimento sulla restante parte del programma. In seguito all'emergenza Covid, gli esami orali potranno essere svolti su webex.

Oral examination. The candidates will have to organise autonomously, before the examination, a characterization activity of a material (using at least one instrument available) in order to collect and elaborate some experimental data. This practical activity will be reported in a power point presentation to discuss during the exam. Afterwards, a discussion will take place on the remaining part of the program. In the covid emergency period the oral examination could be carried out via webex.

 

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

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.

Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    01/03/2020 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 28/06/2022 16:39