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Metodi chimico-fisici per la chimica industriale (Nuovo Ordinamento D.M. 270)

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Anno accademico 2012/2013

Codice dell'attività didattica
MFN1238
Docenti
Prof. Giuseppe Spoto
Prof. Anna Chiorino
Dott. Giuliana Magnacca
Corso di studi
Laurea Magistrale in Chimica Industriale
Laurea Magistrale in Chimica Industriale
Anno
1° anno
Tipologia
--- Nuovo Ordinamento ---
Crediti/Valenza
9
SSD dell'attività didattica
CHIM/02 - chimica fisica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Lezioni frontali facoltative; laboratorio obbligatorio
Tipologia d'esame
Orale
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Sommario insegnamento

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Risultati dell'apprendimento attesi

Il corso si propone di  portare gli studenti alla conoscenza e padronanza di alcuni strumenti chimico-fisici ultilizzabili 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.

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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.
 Nella sezione dedicata alle esercitazioni in laboratorio alcune delle metodiche descritte saranno applicate allo studio di materiali modello e campioni reali.

The main goal of the course is the description of the most useful physico-chemical 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.

Testi consigliati e bibliografia

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• 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



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Ultimo aggiornamento: 28/06/2013 15:54
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