- Oggetto:
- Oggetto:
CHIMICA ORGANICA APPLICATA
- Oggetto:
APPLIED ORGANIC CHEMISTRY
- Oggetto:
Anno accademico 2017/2018
- Codice dell'attività didattica
- MFN1235
- Docenti
- Prof. Guido Viscardi (Titolare del corso)
Dott. Nadia Barbero (Titolare del corso) - Corso di studi
- Laurea Magistrale in Chimica Industriale
Laurea Magistrale in Chimica Industriale - Anno
- 1° anno
- Tipologia
- Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 9
- SSD dell'attività didattica
- CHIM/06 - chimica organica
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Lezioni frontali facoltative; laboratorio obbligatorio
- Tipologia d'esame
- Scritto
- Prerequisiti
-
Chimica Organica e Chimica Fisica.Organic Chemistry and Physical Chemistry.
- Propedeutico a
-
Chimica Organica Industriale, Chimica Industriale.Industrial Organic Chemistry, Industrial Chemistry
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
MODULO AL'insegnamento ha l'obiettivo di fornire agli studenti conoscenze di base per l'elaborazione e realizzazione di prodotti industriali, quali sono i coloranti, e per il miglioramento dei loro processi produttivi. In particolare saranno sviluppate le relazioni fra struttura chimica e proprietà (assorbimento ed emissione della luce normale e polarizzata nel campo del visibile e del vicino infrarosso, colorazione di substrati tessili naturali, artificiali e sintetici, effetto fotoelettrico o proprietà ottiche non lineari ) che sono alla base dello sviluppo tecnologico nel settore industriale dei coloranti.
MODULO B
L'insegnamento ha l'obiettivo di fornire agli studenti conoscenze di base per l'elaborazione e realizzazione di prodotti industriali, quali sono i tensioattivi, e per il miglioramento dei loro processi produttivi. In particolare saranno sviluppate le relazioni fra struttura chimica e proprietà (proprietà detergenti, schiumogene, bagnanti, emulsionanti, solubilizzanti, disperdenti) che sono alla base dello sviluppo tecnologico nel settore industriale dei tensioattivi.
La conoscenza di base acquisita nel campo dei tensioattivi consentirà agli studenti di redigere e valutare le relative schede tecniche, di predisporre la documentazione per il loro smaltimento e di applicare le relative procedure applicative.
MODULE A
Teaching aims to provide students with basic knowledge of the processing and production of industrial products, such as dyes, and to improve their production processes. In particular, the relationship between chemical structure and properties (absorption and emission of normal and polarized light in the visible and near infrared electromagnetic spectrum, coloring of natural, artificial and synthetic textiles, photoelectric or nonlinear optical effects) will be developed as basis of the technological development of industrial dyes.
The basic knowledge gained in the field of dyes will enable students to draw up and evaluate relevant technical data sheets, to prepare documentation for their disposal, and to apply the relative application procedures.
MODULE B
Teaching aims to provide students with basic knowledge of the processing and production of industrial products, such as surfactants, and to improve their production processes. In particular, the relationship between chemical structure and properties (Cleaning, foaming, wetting, emulsifying, solubilizing, dispersing properties) will be developed as basis of the technological development of industrial dyes.
The basic knowledge gained in the field of surfactants will enable students to draw up and evaluate relevant technical data sheets, to prepare documentation for their disposal, and to apply their application procedures.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
MODULO A
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Gli Studenti saranno in grado di correlare la struttura delle varie classi di coloranti con le proprietà tecnologiche in diversi settori industriali. La conoscenza di base acquisita nel campo dei coloranti consentirà agli studenti di valutare le relative schede tecniche.CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Gli Studenti saranno in grado di caratterizzare i coloranti attraverso la spettroscopia UV-visibile e la fluorescenza per governarne l'uso in settori tradizionale come il tessile o in settori più avanzati come l'ottica non lineare, il bioimaging, i cristalli liquidi ed il fotovoltaico avanzato. La conoscenza di base acquisita nel campo dei coloranti consentirà agli studenti di redigere le relative schede tecniche, di predisporre la documentazione per il loro smaltimento e di applicare le relative procedure applicative.AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Gli Studenti saranno in grado di scegliere la classe di coloranti e di progettare molecolarmente nuove strutture coloranti dal punto di vista dell'impatto energetico, ambientale ed economico.ABILITÀ COMUNICATIVE
Gli Studenti saranno in grado di dialogare in un ambiente industriale finalizzato alla sintesi oppure alla commercializzazione oppure all'uso di coloranti collocandosi a livello di controllo qualità, ricerca e sviluppo e commerciale.CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Gli Studenti saranno in grado di proseguire il loro percorso formativo in corsi di dottorato o master nel settore chimico-industriale relativo ai coloranti di tipo tradizionale o ad alto contenuto tecnologico.MODULO B
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di:- identificare le proprietà fondamentali dei tensioattivi;
- classificare i diversi tipi di tensioattivi e discuterne le applicazioni principali;
- correlare la struttura dei tensioattivi con le loro proprietà tecnologiche in diversi settori industriali
- discutere i diversi metodi per la caratterizzazione dei tensioattivi e la misurazione della concentrazione micellare critica;
- utilizzare la terminologia tecnico-scientifica specifica in modo adeguato.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Gli Studenti saranno in grado di caratterizzare dal punto di vista chimico-fisico i tensioattivi per governarne l'uso in settori tradizionale ed in applicazioni più avanzate. La conoscenza di base acquisita nel campo dei tensioattivi consentirà agli studenti di redigere le relative schede tecniche, di predisporre la documentazione per il loro smaltimento e di applicare le relative procedure applicative.AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Gli Studenti saranno in grado di scegliere la migliore classe di tensioattivi per una determinata applicazione e di progettare molecolarmente nuove strutture sulla base delle esigenze richieste.
Gli Studenti saranno in grado di correlare la struttura delle varie classi di tensioattivi con le proprietà tecnologiche che esse sono in grado di esprimere nei più disparati settori tecnologici.
ABILITÀ COMUNICATIVE
Gli Studenti saranno in grado di utilizzare un adeguato linguaggio tecnico della chimica dei tensioattivi.CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Gli Studenti saranno in grado di proseguire il loro percorso formativo in corsi di dottorato o master nel settore chimico-industriale relativo ai tensioattivi di tipo tradizionale o ad alto contenuto tecnologico.MODULE AMODULE A
KNOWLEDGE AND CAPACITY OF COMPREHENSION
Students will be able to correlate the structure of the various classes of dyes with technological properties in different industrial sectors. Basic knowledge acquired in the field of dyes will allow students to evaluate their technical data sheets.CAPACITY TO APPLY KNOWLEDGE AND COMPREHENSION
Students will be able to characterize dyes through UV-visible spectroscopy and fluorescence to govern their use in traditional sectors such as textileS or in more advanced sectors such as nonlinear optics, bioimaging, liquid crystals and photovoltaic advanced. The basic knowledge acquired in the field of dyes will allow students to draw up their technical sheets, prepare documentation for their disposal, and apply their application procedures.AUTONOMY OF JUDGMENT
Students will be able to choose the class of dyes and to design molecularly new dyes from the point of view of the energy, environmental and economic impact.COMMUNICATIVE SKILLS
Students will be able to communicate in an industrial environment aimed at synthesis, marketing or use of dyes at the quality control level, research and development level and commercial level.LEARNING ABILITY
Students will be able to continue their training in doctoral or master courses focused on traditional o high tech chemical industries.MODULE B
KNOWLEDGE AND CAPACITY OF COMPRESSION
At the end of the course the student will be able to:
- Identify the fundamental properties of surfactants;
- classify the different types of surfactants and discuss their main applications;
- correlate the structure of surfactants with their technological properties in different industrial sectors
- discuss the different methods for the characterization of surfactants and the measurement of micellar critical concentration;
- use the appropriate technical-scientific terminology appropriately.
CAPACITY TO APPLY KNOWLEDGE AND COMPRESSION
Students will be able to physically and physically characterize surfactants to govern their use in traditional and advanced applications. The basic knowledge acquired in the field of surfactants will enable students to draw up their technical sheets, prepare documentation for their disposal, and apply their application procedures.
AUTONOMY OF JUDGMENT
Students will be able to choose the best class of surfactants for a given application and to design molecularly new structures on the basis of the required requirements.
Students will be able to correlate the structure of the various classes of surfactants with the technological properties they are able to express in the most diverse technological fields.
COMMUNICATIVE SKILLS
Students will be able to use an adequate technical language of the surfactant chemistry.
LEARNING ABILITY
Students will be able to pursue their training course in doctoral or master courses in the chemical-industrial field for traditional or high-tech surfactants
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L'insegnamento è organizzato in due moduli di lezioni frontali ed un laboratorio.
The course is organized in two lessons modules and a lab module.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Test a risposta aperta.
Open-response tests.- Oggetto:
Programma
MODULO A - 5 CFU
- Fisica della visione e classificazione dei cromogeni: cromogeni n-p, cromogeni donatore-accettore semplice, cromogeni donatore-accettore complesso, polieni.
- Principali classi di coloranti secondo la struttura: azocoloranti, coloranti azoici, derivati stilbenici, coloranti della chinolina, tiazolici, allo zolfo, antrachinonici, indigoidi, ftalocianine.
- Equilibri in soluzione e variazione di colore: tautomeria azo-idrazone, alocromismo, fotoisomerizzazione.
- Uso dei coloranti nella colorazione delle fibre tessili naturali, artificiali e sintetiche.
- Classificazione dei coloranti secondo il Colour Index sulla base delle loro proprietà tintoriali.
- Applicazioni high-tech dei coloranti: Imaging ottico, ottica non lineare, cristalli liquidi, fotovoltaico di terza generazione.
MODULO B - 2 CFU
- Fondamenti della Chimica Fisica delle Interfaccie: Energia Libera Superficiale, Angolo di Contatto, Adsorbimento alle Interfacce, Concentrazione Critica Micellare (CMC), Numero di Aggregazione.
- Classificazione dei tensioattivi e le relative relazioni struttura molecolare e proprietà quali concentrazione critica micellare, dimensione delle micelle, geometria degli aggregati, tensione superficiale, dispersione di solidi e liquidi.
- Approcci sintetici ed applicazioni industriali delle principali classi di tensioattivi.
- Tensioattivi di nuova generazione: alchilpoliglucosidi, esterquats, tensioattivi idrolizzabili; tensioattivi gemini.
- Tensioattivi per il drug delivery: tensioattivi, polimeri, micelle, emulsioni nella somministrazione di Farmaci
- Reazioni in ambiente micellare
- SchiumeMODULO DI LABORATORIO - 2CFU
Sintesi, purificazione e caratterizzazione spettroscopica di un colorante e costruzione e caratterizzazione fisica di una cella fotovoltaica sensibilizzata con il colorante sintetizzato.
MODULE A - 5 CFU
- Physics of color vision and classification of the chromogens: n-p chromogen, simple and complex donor-acceptor, polyenes.
- Calssification of dyesaccording to the structure: azo dyes, stilbene derivatives, quinoline dyes, thiazole dyes, sulfur dyes, anthraquinones, indigoides, phthalocyanines.
- Solution equilibria and color variation: azo-hydrazone tautomerism, alochromism, photoisomerization.
- Use of dyes for coloring natural, artificial, and synthetic textile fibers.
- Classification of dyes according to the Colour Index based on their dyeing properties.
- High Tech applications of dyes: optical imaging, nonlinear optics, liquid crystals, 3rd generation photovoltaics.
The module provides laboratory work on the chemistry of dyes for a total of 2 CFU.
MODULE B - 2 CFU
- Fundamentals of Physical Chemistry of Interfaces: surface free energy, contact angle, adsorption to interfaces, Critical Micellar Concentration (CMC ), aggregation number.
- Surfactants classification and relations between molecular structure and physical properties as critical micellar concentration, micelles size, aggregates geometry, surface tension, solids and liquids dispersion.
- Analysis of the synthetic approaches and industrial applications of the main classes of surfactants.
- Introduction to new generation of surfactants: alkylpolyglucosides, esterquats, hydrolysable surfactants, gemini surfactants.
- Surfactants for drug delivery: surfactants, polymers, micelles, emulsions in the administration of drugs
- Synthesis in micelles
- FoamsLAB MODULE - 2 CFU
Synthesis, purification and spectroscopic characterization of a dye and realization and physical characterization of a dye-sensitized solar cell.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
Modulo A. Il materiale didattico presentato a lezione e relativo testo è disponibile dal sito web del corso.
Color Chemistry, H. Zollinger, VCH, Weinheim, 1991.
Modulo B: Il materiale didattico presentato a lezione e relativo testo è disponibile dal sito web del corso.
Surfactants and Interfacial Phenomena, M.J. Rosen, John Wiley and Sons, 1989, New York.
Module A.
The course material presented in class and relative text is available in the web site of course.
Color Chemistry, H. Zollinger, VCH, Weinheim, 1991.
Module B.
The course material presented in class and relative text is available in the web site of course.
Surfactants and Interfacial Phenomena, M.J. Rosen, John Wiley and Sons, 1989, New York.
- Oggetto:
Note
La frequenza alle lezioni è facoltativa; mentre, la frequenza al laboratorio didattico è obbligatoria.
Attending classes is optional; the didactic lab attending is compulsory.
- Oggetto:
