ITIS e Liceo S. T. “E. Molinari “ – Milano- a.s. 2010-11

Triennio Fisica Ambientale (FASE)

PERCORSO FORMATIVO DI CHIMICA AMBIENTALE

CLASSE TERZA

L’insegnamento della chimica ambientale si articola nei tre anni dell’indirizzo. Esso si propone di fornire le conoscenze indispensabili per la comprensione delle dinamiche ambientali , della tutela della qualità dell’ambiente e della salute dell’uomo. Si propone inoltre di fornire conoscenze tecniche dei metodi di analisi e di elaborazione dati per il monitoraggio degli ambienti di vita e di lavoro ed anche di offrire una panoramica dei principali metodi e delle relative tecnologie impiegate per la depurazione delle acque e per l’eliminazione ed il riciclo dei rifiuti.

Obiettivo finale sarà quello di integrare le competenze chimiche con quelle fornite da altre discipline di indirizzo per affrontare problemi di impatto ambientale nella loro globalità.

I contenuti sono stati ripartiti in modo che nella classe terza siano rinforzati alcuni importanti argomenti di chimica generale, affrontati i temi fondamentali di chimica fisica, in particolare gli aspetti termodinamici e cinetici relativi alle trasformazioni chimiche, svolta tutta l’analisi volumetrica. Questo affinchè gli allievi, nel corso del terzo anno, possano costruirsi delle solide basi di chimica (generale, fisica ed analitica) indispensabili alla comprensione della chimica ambientale.

La chimica ambientale vera e propria sarà pertanto trattata nelle classi quarta e quinta insieme alle tecniche di analisi chimica strumentale.

Il laboratorio sarà strumento di grande importanza , nella classe terza per imparare ad utilizzare semplice strumentazione in modo appropriato e per determinare quantitativamente parametri chimici e fisici anche su matrici ambientali ; nelle due classi successive per caratterizzare da un punto di vista chimico-fisico i vari comparti ambientali imparando nel contempo ad utilizzare strumentazioni avanzate di analisi e ad elaborare i dati acquisiti.

Molto importante a questo proposito sarà la conoscenza e la pratica nei metodi di prelievo e trattamento dei campioni.

Si ritiene assai utile per questo tipo di lavoro la collaborazione con enti locali come l’ARPA e la Provincia di Milano.

Uscite didattiche e viaggi di istruzione inerenti allo studio di problematiche ambientali sono state sempre effettuate in questo corso e saranno programmate anche in futuro.

Significativi a questo proposito il progetto CERMIL per lo studio delle fonti rinnovabili di energia e lo stage ambientale al centro di studi sulle acque a Barruera-Pirenei

Viene di seguito modularizzato il programma nel corso dei tre anni:

CLASSE TERZA

Contenuti ed obiettivi

Modulo1: i Prerequisiti Struttura atomica e tavola periodica Legame chimico intra e intermolecolare Nomenclatura dei composti inorganici Le soluzioni: modi di esprimere la concentrazione, calcoli stechiometrici. Cenni alle proprietà colligative	Obiettivi: i primi tre punti riguardano un approfondimento e ampliamento di temi già svolti in secondo anno ed è propedeutico sia a chimica ambientale che a chimica organica Saper preparare soluzioni di data concentrazione, saper effettuare calcoli relativi alla preparazione e diluizione di soluzioni
Modulo 2: La stechiometria delle trasformazioni chimiche Il bilanciamento delle equazioni chimiche redox e non redox la quantità dei reagenti e dei prodotti in una reazione Il reagente limitante e la resa di una reazione L’equivalente chimico e la Normalità	Obiettivi: Saper bilanciare ogni tipo di reazione chimica Saper eseguire calcoli stechiometrici sulle reazioni per poter correttamente compiere determinazioni volumetriche quantitative ed eseguire calcoli relativi a tutte le esperienze di laboratorio sia di ambientale che di organica
Modulo 3 : le trasformazioni chimiche ed i fattori che le influenzano Energia in gioco nelle reazioni chimiche Velocità delle reazioni e fattori che le influenzano Equilibrio chimico in fase gassosa, costante di equilibrio e principio di Le Chatelier Sistemi redox: uso della scala dei potenziali elettrochimici	Obiettivi: Questa parte del programma si raccorda con il modulo di termodinamica svolto in fisica applicata, completandolo da un punto di vista chimico. saper valutare i fattori che influenzano la velocità di una reazione, saper risolvere semplici problemi relativi a cinetiche del I ordine, saper applicare i concetti appresi ad alcuni meccanismi di reazioni organiche. Comprendere le variabili che influenzano lo spostamento dell’equilibrio, saper risolvere problemi stechiometrici propedeutici al successivo modulo
Modulo 4:Equilibrio chimico in soluzione acquosa Dissociazione elettrolitica, teoria acido-base di Arrhenius Acidi e basi secondo Bronsted Equilibrio acido-base Equilibrio di solubilità Equilibrio di complessazione	Obiettivi: Conoscere il comportamento e la reattività degli elettroliti Comprendere i meccanismi dell’equilibrio nel comparto acqua Eseguire semplici calcoli di pH Eseguire semplici calcoli di solubilità
Modulo 5: L’analisi volumetrica La tecnica dell’analisi volumetrica Titolazioni redox Titolazioni di precipitazione Titolazioni acido-base Titolazioni complessometriche	Obiettivi: Questo modulo viene svolto in laboratorio e si raccorda al modulo 2 e 4 di cui costituisce l’applicazione. Finalità importante è quella di rendere gli allievi abili nella tecnica della titolazione, assai importante nelle analisi ambientali Si inizia in questo modo il lavoro di analisi ambientale scegliendo principalmente matrici semplici come acque potabili ed acque superficiali
Modulo 6: La chimica dell’ambiente Definizione di ambiente, definizione di ecosistema Cicli biogeochimici più importanti Organismi autotrofi ed eterotrofi, fotosintetici e chemiosintetici Trasferimenti di energia negli ecosistemi	Obiettivi: Conoscere i fondamenti di ecologia. Tale modulo potrà essere affrontato anche all’inizio della classe quarta