Insegnamento CHIMICA FISICA

Nome del corso Biotecnologie
Codice insegnamento 55009006
Curriculum Comune a tutti i curricula
CFU 6
Regolamento Coorte 2018
Erogato Erogato nel 2018/19
Erogato altro regolamento
Attività Caratterizzante
Ambito Discipline biotecnologiche con finalità specifiche:chimiche e farmaceutiche
Settore CHIM/02
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Tipo attività Attività formativa monodisciplinare
Suddivisione

CHIMICA FISICA - Canale A

Codice 55009006
CFU 6
Docente responsabile Fausto Elisei
Docenti
  • Fausto Elisei
Ore
  • 42 ore - Fausto Elisei
Attività Caratterizzante
Ambito Discipline biotecnologiche con finalità specifiche:chimiche e farmaceutiche
Settore CHIM/02
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento ITALIANO
Contenuti Interazione radiazione-materia. Spettroscopia UV-Vis in assorbimento ed in emissione. Dicroismo circolare. Applicazioni a sistemi molecolari di interesse biologico. Leggi cinetiche. Meccanismi di reazione. Velocità di reazione e temperatura. Catalisi.
Testi di riferimento P. W. Atkins and J. de Paula, Physical Chemistry, Oxford University Press
Obiettivi formativi Si prevede che alla fine del corso gli studenti abbiano acquisito le conoscenze di base della spettroscopia e della cinetica chimica, siano in grado di svolgere esercizi numerici semplici e siano in grado di applicare le conoscenze acquisite ai successivi corsi di approfondimento.
Si prevede inoltre che i contenuti dell'insegnamento contribuiscano a sviluppare le seguenti competenze biotecnologiche: Conoscenza e comprensione della chimica organica e della biochimica finalizzate alla comprensione delle proprietà strutturali e funzionali delle macromolecole biologiche, del metabolismo dei nutrienti ed integrazioni metaboliche, dei meccanismi di regolazione operanti nei sistemi biologici e delle metodologie di analisi a livello molecolare.
Prerequisiti Al fine di saper comprendere le tematiche affrontate nel corso lo studente deve avere le conoscenze di base di Chimica Generale ed Inorganica per quanto concerne i concetti di legame chimico, reazione chimica, equilibrio chimico e di Analisi Matematica per quanto concerne l'uso delle derivate e degli integrali. Questi ultimi concetti verranno comunque trattati in alcune lezioni di allineamento propedeutiche al corso di Chimica Fisica.
Metodi didattici Lezioni frontali in aula con proiezioni di diapositive. Alcune lezioni saranno dedicate al ripasso ed all'approfondimento delle tematiche affrontate, altre allo svolgimento di applicazioni numeriche.
Altre informazioni Frequenza non obbligatoria ma fortemente consigliata.
Modalità di verifica dell'apprendimento Consistono in una prova orale. Tale prova servirà a verificare le capacità di comunicazione dello studente con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione sugli argomenti trattati a lezione.

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso 1) SPETTROSCOPIA:
Le spettroscopie ottiche come strumento di indagine strutturale, conformazionale ed energetica di molecole di importanza biologica. Elementi di meccanica quantistica. La radiazione elettromagnetica. Interazione radiazione-materia. Processi di assorbimento e di diffusione della radiazione elettromagnetica. Spettroscopia UV-Vis; amminoacidi aromatici e proteine. Dicroismo lineare e circolare. Legge di Lambert-Beer. Metodi di analisi CD per la determinazione della struttura secondaria delle proteine. Processi di emissione della radiazione elettromagnetica (fluorescenza e fosforescenza); spettri, rese quantiche e tempi di vita di emissione. Processi di trasferimento di energia elettronica, FRET.
2) CINETICA CHIMICA
La velocità delle reazioni chimiche. Ordine e molecolarità. Leggi di velocità. Meccanismi di reazione.
Approssimazione dello stato stazionario. Dipendenza della velocità di reazione dalla temperatura. Tecniche sperimentali.
Teorie delle collisioni e dello stato di transizione. Molecolarità delle reazioni chimiche. Reazioni in fase omogenea ed eterogenea. Catalisi ed inibizione.

CHIMICA FISICA - Canale B

Codice 55009006
CFU 6
Docente responsabile Loredana Latterini
Docenti
  • Loredana Latterini
Ore
  • 42 ore - Loredana Latterini
Attività Caratterizzante
Ambito Discipline biotecnologiche con finalità specifiche:chimiche e farmaceutiche
Settore CHIM/02
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento ITALIANO
Contenuti Elementi di Cinetica Chimica e Spettroscopia.
Testi di riferimento 1. Tinoco, Sauer, Wong and Puglisi "Physical Chemistry: Principles and Applications in Biological Sciences Sciences" Fourth Edition IE (international edition) Prentice Hall.
2. P.Atkins J. De Paula "Elementi di Chimica Fisica" - IV Edizione; ed. Zanichelli
3. P. ATKINS J. DE PAULA, CHIMICA FISICA, V Edizione, ed. Zanichelli.
Obiettivi formativi Conoscenza delle leggi cinetiche e spettroscopiche;
capacità di applicare i concetti e le relazioni cinetiche e spettroscopiche a problemi pratici semplici di natura chimica e biologica;
capacità di applicare le conoscenze ad esercitazioni pratico-numeriche e in esercitazioni pratiche di laboratorio
Autonomia di giudizio nelle condizioni sperimentali da adottare per esaminare un determinato sistema di complessità crescente.
Utilizzo di un linguaggio tecnico-scientifico adeguato alle problematiche trattate

Competenze biotecnologiche - Conoscenza e comprensione della chimica organica e della biochimica finalizzate alla comprensione delle proprietà strutturali e funzionali delle macromolecole biologiche, (metabolismo dei nutrienti ed integrazioni metaboliche, meccanismi di regolazione operanti nei sistemi biologici) e delle metodologie di analisi molecolare.
Prerequisiti Al fine di poter comprendere i contenuti concettuali e saper affrontare il corso lo studente deve possedere conoscenze di
- Analisi Matematica:studio di funzioni, calcolo differenziale di funzioni a singola variabile; Calcolo integrale indefinito e definito;
- Fisica Sperimentale: concetto di unità di misura; concetti di base di meccanica;
- Chimica Generale: tavola periodica degli elementi; concetto di mole; legame chimico; Energia di legame. Numero di ossidazione e reazioni chimiche. Reazioni acido-base, di ossido-riduzione. Equazione di stato dei gas ideali; Teoria cinetica dei gas; Cambiamenti di stato; Equilibri chimici. Costante di equilibrio. Leggi dell'equilibrio. Equilibri in soluzione.
Metodi didattici Lezioni frontali ed esercitazioni numerico-pratiche.
Modalità di verifica dell'apprendimento La valutazione viene condotta mediante una prova orale, che consiste in una discussione della durata di circa 30-45 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma.
La prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicazione dello studente con linguaggio tecnico scientifico adequato e la capacità di applicare i concetti teorici ad esercizi numerici e pratici.
Programma esteso Programma:
1) CINETICA CHIMICA
La velocità delle reazioni chimiche. Leggi di velocità. Ordine e molecolarità di reazione. Meccanismi di reazione.
Approssimazione dello stato stazionario. Dipendenza della velocità di reazione dalla temperatura. Tecniche sperimentali.
Teorie delle collisioni e dello stato di transizione. Reazioni in fase omogenea ed eterogenea. Catalisi ed inibizione di reazioni chimiche e biochimiche.
2) SPETTROSCOPIA
Le spettroscopie ottiche come strumento di indagine strutturale, conformazionale ed energetica di molecole di importanza biologica. Elementi di meccanica quantistica. La radiazione elettromagnetica. Interazione radiazione-materia. Processi di assorbimento e di diffusione della radiazione elettromagnetica. Spettroscopia UV-Vis; amminoacidi aromatici e proteine. Dicroismo lineare e circolare. Legge di Lambert-Beer. Metodi di analisi CD per la determinazione della struttura secondaria delle proteine. Processi di emissione della radiazione elettromagnetica (fluorescenza e fosforescenza); spettri, rese quantiche e tempi di vita di emissione. Processi di trasferimento di energia elettronica, FRET.