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Attività
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BIOCHIMICA
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI: Il corso si propone di enucleare le basi della Biochimica Generale dalla comprensione della natura delle macromolecole biologiche sino a come tali macromolecole svolgano la loro funzione nel contesto cellulare e metabolico.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Al termine del corso gli studenti dovrebbero essere in grado di comprendere il ruolo delle macromolecole biologiche nel contesto degli esseri viventi e dell'ambiente cellulare e di saper descrivere le principali vie metaboliche, i principi generali della cinetica enzimatica e le basi dell'organizzazione strutturale delle proteine.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Gli studenti dovrebbero essere in grado di applicare le conoscenze maturate nel corso di Biochimica Generale nei corsi avanzati dello stesso ambito scientifico e di utilizzare le nozioni fornite anche in sede lavorativa (stage, tesi sperimentali, lavori presso i settori pubblici e privati ed insegnamento nella scuola secondaria superiore).
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Gli studenti dovrebbero ottenere la capacità di interpretare i testi scientifici di ambito biochimico in base alla loro completezza per i singoli argomenti. Inoltre gli studenti dovrebbero aver sviluppato una capacità di riflessione sulle ricadute che le scienze biochimiche hanno a livello sociale, scientifico ed etico.
ABILITÀ COMUNICATIVE: Gli studenti dovrebbero saper illustrare e spiegare con accuratezza i concetti rilevanti di ogni argomento trattato, evidenziare le vie metaboliche, i meccanismi enzimatici, i grafici e le formule presentate durante il corso. Inoltre dovrebbero aver sviluppato uno specifico linguaggio con terminologia propria della Biochimica Generale.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Gli studenti dovrebbero saper comprendere gli argomenti riportati nei testi di Biochimica Generale e le pubblicazioni scientifiche a carattere divulgativo di ambito biochimico inerenti gli argomenti trattati nel corso. Saper selezionare e correlare gli argomenti di biochimica.
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BOCEDI ALESSIO
( programma)
Aminoacidi e peptidi. Il legame peptidico. Le proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Protein folding. DNA. RNA. Relazione struttura-funzione: emoglobina e mioglobina. Cooperatività di legame. Gli enzimi: struttura e funzione. Coenzimi e vitamine. Introduzione alla cinetica enzimatica. Definizione del meccanismo catalitico di alcuni enzimi modello. Regolazione enzimatica. Enzimi allosterici. Membrane cellulari e proteine di membrana. Bioenergetica. Glicolisi e gluconeogenesi. Ciclo dell’acido citrico. Fosforilazione ossidativa. Catabolismo e anabolismo glucidico e lipidico. Biosintesi e vie degradative di alcuni aminoacidi. Destino metabolico dell’ammoniaca. Fotosintesi. Sistemi sensoriali.
 Appling, Anthony-Cahill, Mathews. Biochimica, Molecole e Metabolismo. Pearson Italia, 2017.
Nelson, Cox. I Principi di Biochimica di Lehninger. Zanichelli Editore, 2018.
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6
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BIO/10
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48
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8067141 -
CHIMICA FISICA II E LABORATORIO
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI: Conoscenza dei fondamenti e dei metodi della Meccanica Quantistica. Conoscenza delle proprietà molecolari descritte secondo la Meccanica Quantistica. Conoscenza dei fondamenti della Termodinamica Statistica. Conoscenze di base della spettroscopia (atomica e molecolare) e sull'utilizzo di tecniche spettroscopiche (IR e UV-Vis) al fine di ottenere parametri molecolari quali lunghezze di legame, costanti di forza e proprietà di stati elettronici. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Profondità e coerenza della conoscenza delle metodologie chimico-fisiche per la descrizione delle molecole e delle loro proprietà. Capacità di applicazione dei metodi chimico-fisici a casi specifici. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Capacità di calcolo di osservabili fisiche in sistemi modello. Capacità di interpretazione di osservabili sperimentali in termini di proprietà molecolari e statistiche. Capacità di effettuare esperimenti di tipo spettroscopico ed interpretarne i dati. AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Dimostrare di avere la capacità di formulare giudizi autonomi si problemi scientifici ed esperimenti. ABILITÀ COMUNICATIVE: Capacità di esporre, sia oralmente che tramite relazioni scritte, in maniera semplice e concisa, in un linguaggio scientifico corretto, le nozione i apprese ed i risultati delle esperienze di laboratorio. CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Capacità di affrontare in maniera autonoma, ulteriori approfondimenti rispetto alle nozioni di base fornite dal corso.
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VENANZI MARIANO
( programma)
Proprietà dello spazio di Hilbert. Vettori di base. Principio di sovrapposizione degli stati. Processo di ortogonalizzazione. Operatori quanto-meccanici. Regole di corrispondenza. Equazione agli autovalori. Ortogonalità di autofunzioni corrispondenti ad autovalori diversi (dim.). Postulati della meccanica quantistica. Dipendenza temporale della funzione di stato. Generalizzazione del 3° postulato. Soluzioni stazionarie dell’equazione di Schrödinger. Operatore commutatore. Principio di indeterminazione. Variazione temporale del valore aspettato. Autofunzioni comuni a più operatori. Notazione di Dirac. Proprietà delle matrici che rappresentano un operatore quanto-meccanico. Principio di corrispondenza. Variabili indipendenti. Fattorizzazione della funzione di stato. Particella libera monodimensionale. Particella nella scatola monodimensionale a pareti rigide. Stima degli stati traslazionali di una particella in una scatola tridimensionale. Densità e degenerazione degli stati traslazionali. Barriera con V E: effetto tunnel. Oscillatore Armonico. Autofunzioni e autovalori dell’energia (senza dim.). Degenerazione di scambio. Degenerazione di simmetria. Indistinguibilità di particelle identiche. Significato fisico delle funzioni simmetrica ed antisimmetrica. Operatori del momento angolare orbitale. Regole di commutazione. Quantizzazione spaziale. Autovalori ed autofunzioni (senza dim.). Rotatore rigido. Autovalori ed autofunzioni. Costante rotazionale. Degenerazione del livello rotazionale. Operatori di spin. Classificazione delle particelle in base allo spin. Operatore di scambio. Fermioni e bosoni. Funzione d’onda completa di due fermioni. Principio di Pauli. Postulati della Termodinamica Statistica (TS). Teorema ergodico. Ensemble canonico. Interpretazione molecolare del calore e del lavoro (I principio della TC). Funzione di ripartizione di un sistema termodinamico: definizione e significato fisico. Espressioni TS delle grandezze termodinamiche di un sistema. Definizione dell’Ensemble Microcanonico. Entropia di un sistema dell’Ensemble Microcanonico. Fluttuazioni dell’energia di un sistema nell’ensemble canonico. Equivalenza termodinamica degli insiemi. Postulato di Gibbs della TS. Entropia residua. Statistica classica di Boltzmann. Funzione di ripartizione molecolare. Statistica di Boltzmann corretta. Limite classico. Statistiche quantistiche: popolazione della distribuzione più probabile; criteri di convergenza delle statistiche quantistiche nella statistica di classica. Funzione di ripartizione traslazionale. Lunghezza d’onda termica di De Broglie. Temperatura caratteristica traslazionale. Grandezze TS del gas ideale monoatomico. Temperatura caratteristica rotazionale. Funzione di ripartizione rotazionale. Fattore di simmetria. Temperatura caratteristica vibrazionale. Funzione di ripartizione vibrazionale. Grandezze TS del gas ideale biatomico. Contributi alle grandezze termodinamiche dei vari modi di moto. Funzione di ripartizione per le molecole poliatomiche. Equipartizione dell’energia. Equilibrio chimico. Costante di equilibrio per una reazione tra gas ideali. Effetto dei fattori entropico ed entalpico sulla costante di equilibrio. Reazione isomerica A B. Reazione di scambio. Teoria dello stato di transizione. Lo spettro elettromagnetico. Interazione radiazione - materia. Concetti generali della spettroscopia molecolare. Regole di selezione e intensità di una transizione; legge di Lambert-Beer. Forma delle bande spettrali. Approssimazione di Born-Oppenheimer. Spettroscopia rotazionale in fase gassosa. Spettroscopia vibrazionale in fase gassosa e in soluzione; . Modi normali di vibrazione. Uso di spettri vibrazionali per il riconoscimento di sostanze e di determinazione di parametri molecolari in molecole biatomiche e poliatomiche. Principio di Franck-Condon. Spettroscopia elettronica. Simboli di termine. Esperienze di laboratorio. 1) Spettro rotovibrazionale di ossido di carbonio in fase gassosa; 2) spettro vibrazionale di Cloroformio e cloroformio deuterato. 3) spettro vibrorotazionale di ammoniaca in fase gassosa. 4) determinazione di energia di legame a idrogeno mediante spettroscopia UV; 5) spettro UV-Vis di criptocianine; 6) spettro della molecola di iodio in fase gassosa.
 P. W. Atkins, R. Friedman, Molecular Quantum Mechanics, Oxford University Press - B. Pispisa, Appunti di termodinamica Statistica, dispense. - D.D. Fitts, Principles of Quantum Mechanics, Cambridge University Press - F. Bernath, Spectra of Atoms and Molecules, Oxford University Press - C. N. Banwell, E. M. McCash,Fundamental of Molecular Spectroscopy. Mc Graw-Hill - Appunti, materiale didattico ed esercizi forniti dai docenti.
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MAZZUCA CLAUDIA
( programma)
Oscillatore Armonico. Autofunzioni e autovalori dell’energia (senza dim.). Degenerazione di scambio. Degenerazione di simmetria. Indistinguibilità di particelle identiche. Significato fisico delle funzioni simmetrica ed antisimmetrica.Operatori del momento angolare orbitale. Regole di commutazione. Quantizzazione spaziale. Autovalori ed autofunzioni (senza dim.). Rotatore rigido. Autovalori ed autofunzioni. Costante rotazionale. Degenerazione del livello rotazionale. Lo spettro elettromagnetico. Interazione radiazione - materia. Concetti generali della spettroscopia molecolare. Regole di selezione e intensità di una transizione; legge di Lambert-Beer. Forma delle bande spettrali. Approssimazione di Born-Oppenheimer. Spettroscopia rotazionale in fase gassosa. Spettroscopia vibrazionale in fase gassosa e in soluzione. Modi normali di vibrazione. Uso di spettri vibrazionali per il riconoscimento di sostanze e di determinazione di parametri molecolari in molecole biatomiche e poliatomiche. Principio di Franck-Condon. Spettroscopia elettronica. Simboli di termine. Esperienze di laboratorio riguardanti acquisizione ed interpretazione di spettri roto-vibrazionali ed elettronici di molecole biatomiche e poliatomiche
 - P. W. Atkins, R. Friedman, Meccanica quantistica molecolare. - D.D. Fitts, Principles of Quantum Mechanics, Cambridge University Press - J.M.Brown, Molecular Spectroscopy, Oxford University Press - F. Bernath, Spectra of Atoms and Molecules, Oxford University Press - Appunti, materiale didattico ed esercizi forniti dal docente.
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12
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CHIM/02
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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8067377 -
ELETTROCHIMICA DEI MATERIALI
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI: L’insegnamento si prefigge l’obiettivo della conoscenza delle proprietà strutturali e di conducibilità dei materiali, dei principali metodi elettrochimici per la caratterizzazione dei materiali e delle loro applicazioni in dispositivi elettrochimici per la conversione e l’accumulo di energia.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: La conoscenza delle proprietà di conducibilità dei materiali e di metodi elettrochimici è finalizzata ad ideare e sostenere argomentazioni per l'utilizzo dei materiali in dispositivi elettrochimici per la conversione e l’accumulo di energia.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: L'insegnamento offre anche la capacità di applicare le conoscenze nell'ambito dei materiali e dell'elettrochimica a casi in studio di sistemi convenzionali ed innovativi.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: La capacità di raccogliere e interpretare le informazioni utili a determinare valutazioni autonome, inclusa la riflessione su applicazioni scientifiche innovative, è un risultato di apprendimento atteso.
ABILITÀ COMUNICATIVE: La capacità di comunicare ed esporre correttamente, utilizzando la terminologia scientifica opportuna, le conoscenze acquisite e la capacità di risolvere problemi e trovare soluzioni innovative a problemi specialistici nel campo della produzione ed accumulo dell'energia è uno degli obiettivi formativi.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: La capacità di apprendimento di temi relativi alle proprietà dei materiali e all'elettrochimica per applicazioni in campo energetico sono necessarie per intraprendere studi specialistici con un alto grado di autonomia.
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DI BARTOLOMEO ELISABETTA
( programma)
Classificazione dei materiali. Principali strutture cristalline metalliche. Strutture cristalline solidi ionici. Macromolecole polimeriche e vetri. Difetti delle strutture cristalline: punto, linea e superficie. Il movimento delle dislocazioni. Relazioni difetti proprietà. La conduzione metallica e cenni di teoria delle bande. Il modello di Drude. La conduzione dei semiconduttori intrinseci ed estrinseci. La giunzione p-n. La conduzione nei solidi ionici. La chimica dei difetti e conducibilità. La notazione di Kroger-Vink. Difetti intrinseci. Difetti sostituzionali. Formazione di vacanze di ossigeno. Diagramma di Brouwer. Conduttori di ioni ossigeno. Dipendenza della conducibilità ionica dalla temperatura, dal tipo di difetti e dall’atmosfera. Celle a combustibile ad ossidi solidi (SOFC): materiali, componenti e applicazioni.
 Materiale didattico fornito dal docente
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MECHERI BARBARA
( programma)
Conduttori elettronici a base di carbonio e polimeri. Conduttori ionici: Fenomeni di trasporto in soluzioni elettrolitiche e elettroliti polimerici. Legge di Kohlrausch e legge della migrazione indipendente degli ioni. Relazione tra mobilità, conduttività e coefficiente di diffusione (relazione di Einstein, relazione di Nernst-Plank). Interfaccia conduttore elettronico/conduttore ionico: l’elettrodo. Reazioni elettrochimiche; l’equilibrio elettrochimico, l’origine del potenziale elettrodico e l’equazione di Nernst. La velocità delle reazioni chimiche e la catalisi. Fattori che influenzano la velocità di una reazione. Legge cinetica, costante di velocità e ordine di reazione. La teoria dello stato di transizione, equazione di Arrhenius, meccanismi di reazione. Cenni di elettrocatalisi. Cinetica elettrochimica e sovratensioni agli elettrodi polarizzati. L’equazione di Butler-Volmer. Curve di polarizzazione di un dispositivo elettrochimico. Tecniche elettrochimiche di base: Metodo potenzio statico, Voltammetria a scansione lineare del potenziale, Voltammetria ciclica, Spettroscopia elettrochimica di impedenza. Classificazione dei dispositivi elettrochimici. Batterie e celle a combustibile per la sostenibilità energetica. Batterie primarie e accumulatori: requisiti e caratteristiche funzionali. Alcune batterie di uso comune: pila alcalino-manganese, accumulatore al piombo, accumulatori al litio. Batterie a flusso per l’accumulo di energia rinnovabili : dispositivi al vanadio. Celle a combustibile a elettrolita polimerico alimentate a idrogeno e metanolo diretto (PEMFC, DMFC). Sistemi bioelettrochimici: celle a combustibile enzimatiche, celle a combustibile microbiche e celle di elettrosintesi microbiche.
 Materiale didattico fornito dal docente
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6
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CHIM/07
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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8067376 -
CHIMICA STRUMENTALE PER L'AMBIENTE
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI: L’insegnamento si prefigge l’obiettivo della conoscenza delle proprietà strutturali e di conducibilità dei materiali, dei principali metodi elettrochimici per la caratterizzazione dei materiali e delle loro applicazioni in dispositivi elettrochimici per la conversione e l’accumulo di energia.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: La conoscenza delle proprietà di conducibilità dei materiali e di metodi elettrochimici è finalizzata ad ideare e sostenere argomentazioni per l'utilizzo dei materiali in dispositivi elettrochimici per la conversione e l’accumulo di energia.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: L'insegnamento offre anche la capacità di applicare le conoscenze nell'ambito dei materiali e dell'elettrochimica a casi in studio di sistemi convenzionali ed innovativi.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: La capacità di raccogliere e interpretare le informazioni utili a determinare valutazioni autonome, inclusa la riflessione su applicazioni scientifiche innovative, è un risultato di apprendimento atteso.
ABILITÀ COMUNICATIVE: La capacità di comunicare ed esporre correttamente, utilizzando la terminologia scientifica opportuna, le conoscenze acquisite e la capacità di risolvere problemi e trovare soluzioni innovative a problemi specialistici nel campo della produzione ed accumulo dell'energia è uno degli obiettivi formativi.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: La capacità di apprendimento di temi relativi alle proprietà dei materiali e all'elettrochimica per applicazioni in campo energetico sono necessarie per intraprendere studi specialistici con un alto grado di autonomia.
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IDILI ANDREA
( programma)
Parte teorica Introduzione. Tecniche analitiche. Sensibilità, limite di rilevabilità, segnale/rumore.
Metodi di analisi spettrofotometrici Tecniche spettroscopiche. Analisi spettrofotometrica di assorbimento. Titolazioni spettrofotometriche. Spettrofotometri UV-visibile. ELISA. Fluorescenza. Spettrofluorimetri. Strumentazione.
Metodi elettrochimica Amperometria, voltammetria, polarografia. Principi e metodi. Equazione di Cottrell. ASV e sue applicazioni. Cronoamperometria. Potenziometria e elettrodi iono-selettivi.
Metodi di analisi cromatografica Principi della cromatografia. Allargamento di banda ed efficienza della colonna cromatografica. Analisi qualitative e quantitative. Gascromatografia e relativa strumentazione. Cromatografia liquida ad alte prestazioni. Strumentazione per la cromatografia liquida.
Parte di laboratorio Esperienza di spettrofotometria di assorbimento UV-visibile: determinazione dei nitriti nelle acque. Utilizzo della tecnica ELISA. Esperienza di fluorescenza: determinazione di una sequenza specifica di DNA. Elettrochimica: determinazione di ioni Pb2+ con ASV. Esperienza di HPLC: determinazione del contenuto di caffeina in diversi campioni.
 Materiale didattico fornito dal docente
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6
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CHIM/12
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48
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |