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LICEO LINGUISTICOCHIMICA III ANNO FINALITA' La Chimica si colloca nel quadro più generale delle scienze sperimentali con un suo ruolo specifico sul piano culturale ed educativo. L’educazione chimica promuove e sviluppa: 1. il potenziamento delle capacità logiche e linguistiche, attuando una stretta correlazione tra «fare» e «pensare»; 2. la crescita culturale, attraverso lo studio dell’apporto della scienza chimica alla evoluzione del le conoscenze umane e allo sviluppo della società moderna; 3. l’acquisizione di specifici strumenti di interpretazione e di orientamento nella realtà quotidiana e nel mondo circostante. Le finalità generali dell’insegnamento della Chimica si possono così articolare: 1. far comprendere il complesso significato dell’osservazione, degli esperimenti e dei procedimenti di classificazione e di generalizzazione; 2. far comprendere il ruolo essenziale delle ipotesi e la funzione indispensabile degli esperimenti mettendo così in luce i procedimenti caratteristici della scienza sperimentale; 3. far comprendere il rapporto esistente tra matematica e scienza sperimentale e, quindi, la differenza esistente tra leggi matematiche e leggi empiriche; 4. far comprendere che la scienza, nonostante abbia un carattere di «verità relativa», costituisce comunque lo strumento fondamentale che l’uomo ha a disposizione per la conoscenza del mondo fisico; 5. far comprendere la connotazione storico-critica dei fondamentali nuclei concettuali del pensiero chimico. Poiché la Chimica ha un suo modo di interrogare il mondo materiale che consiste nello studio delle sostanze e dei fenomeni ad esse collegati, gli obiettivi generali disciplinari che discendono dalle finalità precedentemente indicate sono i seguenti: 1. acquisire la consapevolezza che gran parte dei fenomeni macroscopici consiste in trasformazioni chimiche; 2. recepire che le trasformazioni chimiche sono interpretabili facendo riferimento alla natura e al comportamento di molecole, atomi e ioni; 3. comprendere i concetti ed i procedimenti che stanno alla base degli aspetti chimici delle trasformazioni naturali e tecnologiche; 4. possedere le conoscenze essenziali per la comprensione delle basi chimiche della vita. OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO Al termine del corso di chimica lo studente dovrà essere in grado di: 1. Progettare ed effettuare una separazione dei componenti di un dato miscuglio fino ad ottenere sostanze pure, motivando le scelte delle tecniche da impiegare e cercando di prevedere i risultati. 2. Dimostrare l’uniformità di comportamento di differenti sostanze gassose. 3. Riconoscere gli elementi distintivi di una trasformazione chimica e utilizzare le reazioni chimiche per la classificazione e per la preparazione di sostanze e per ottenere informazioni sulla natura dei prodotti di uso comune. 4. Costruire una scala di acidità mediante l’uso di indicatori. 5. Enunciare i principi di conservazione che regolano le reazioni chimiche e i criteri operativi che permettono di definire elementi e composti. 6. Riconoscere, facendo ricorso a dati sperimentali, le leggi ponderali che regolano la combinazione di elementi per formare composti e correlare con l’ipotesi atomica. 7. Riconoscere la differenza tra atomo e molecola mediante il principio di Avogadro, partendo dalla costanza dei rapporti di combinazione di gas. 8. Utilizzare il concetto di mole per mettere in luce la relazione fra le trasformazioni chimiche e le equazioni che le rappresentano ed eseguire calcoli elementari. 9. Preparare una soluzione di data concentrazione. 10. Correlare denominazione e formula dei composti riconoscendo che la combinazione degli atomi è determinata da regole di valenza. 11. Riconoscere i criteri che presiedono alla collocazione degli elementi nella tavola periodica. 12. Indicare le caratteristiche delle particelle subatomiche e la loro organizzazione all’interno dell’atomo, correlando il modello atomico con le proprietà periodiche degli elementi. 13. Indicare la disposizione spaziale degli atomi in molecole semplici. 14. Correlare la varietà e il numero elevato delle sostanze organiche con le caratteristiche del carbonio. 15. Riconoscere che il comportamento chimico delle sostanze organiche è determinato dalla presenza di gruppi funzionali caratteristici e descrivere le proprietà chimiche e gli usi dei composti del carbonio di grande diffusione e di rilevante interesse tecnologico o biologico. 16. Determinare mediante semplici apparecchiature il calore associato ad una reazione e calcolare calori di reazione utilizzando il principio dell’additività. 17. Illustrare il ruolo dell’energia di attivazione e dei fattori di disordine nelle reazioni, correlando la velocità di reazione con le variabili che la influenzano. 18. Illustrare con esempi l’equilibrio dinamico dandone un’interpretazione a livello microscopico. 19. Illustrare con esempi il contributo della chimica nella dinamica delle relazioni uomo-ambiente-tecnologia. CONTENUTI 1. Sostanze e stati di aggregazione. – Dai miscugli alle sostanze pure. Caratterizzazione delle sostanze mediante le loro proprietà fisiche. Gli stati di aggregazione. Soluzioni. Lo stato gassoso: correlazione fra P, V, T. 2. Le trasformazioni chimiche. – Aspetti qualitativi: p reparazione di sostanze. Le reazioni come mezzo di riconoscimento e classificazione. pH e sua valutazione mediante indicatore universale. Aspetti quantitativi: conservazione della massa e definizione operativa di elemento. Simboli degli elementi. Costanza del rapporto di combinazione: composizione e nome delle sostanze. 3. Atomi e molecole. – Leggi delle proporzioni costanti e multiple. Ipotesi atomica. Il problema della determ inazione delle formule e delle masse atomiche relative. Relazioni tra gas: volumi di combinazione. Principio di Avogadro e misura delle masse molecolari e atomiche relative. Concetto di mole. Concentrazione delle soluzioni. Equazioni chimiche. Proprietà chimiche e gruppi caratteristici di atomi. Nomenclatura. La valenza come rapporto di combinazione tra elementi. La tavola di Mendeleev e la periodicità delle proprietà degli atomi. 4. Struttura atomica e molecolare e proprietà delle sostanze. – Elettrolisi. Conducibilità delle soluzioni elett rolitiche. Atomi e cariche elettriche. Ioni. Modelli della struttura atomica. Interpretazione delle proprietà periodiche degli elementi. Interazione fra atomi. Il legame chimico. Disposizione spaziale degli atomi negli aggregati molecolari e ionici. Isomerie. Relazione tra struttura e proprietà delle sostanze. 5. I composti del carbonio e le loro trasformazioni. – Configurazione tetraedica, trigonale e lineare del carbonio nei suoi composti. Attitudine del carbonio a formare catene aperte e chiuse. Idrocarburi; fonti naturali: petrolio e gas naturale. I gruppi funzionali. Concetto di macromolecola. Strutture molecolari e macromolecolari di sostanze di interesse biologico: lipidi, glicidi e protidi. Le macromolecole di sintesi (materie plastiche e fibre sintetiche). 6. Aspetti energetici e cinetici delle reazioni, equilibri. – Scambi di energia tra sistemi chimici ed ambiente: effetti termici, effetti elettrici. Calore di reazione. Costanza e additività delle energie di legame. Energia di attivazione. Fattori di ordine/disordine nelle reazioni. Velocità di reazione e fattori dai quali dipende. Stato di equilibrio da un punto di vista fenomenologico e sua interpretazione microscopica. Fattori che influenzano l’equilibrio. 7. La chimica come strumento di lettura della realtà, al servizio della qualità della vita e dell’ambiente. – Risorse materiali ed energetiche rinnovabili e non rinnovabili. Contributi della chimica alla comprensione dei cicli naturali ed al controllo delle interferenze dovute alle attività umane. La chimica, la salute e l’alimentazione. Il problema dei rifiuti. L’acqua: una risorsa inestimabile. Temi di chimica per l'area di progetto 1. L’atomismo: il punto di vista dei chimici da Dalton a Cannizzaro. 2. Il vitalismo nell’ottocento e il ruolo della chimica. 3. La teoria del calorico e teoria chimica. 4. La società e la cultura dell’epoca di Lavoisier: la necessità di un linguaggio sistematico per le discipline scientifiche. 5. Dall’alchimia, pratica ermetica, alla chimica, scienza sperimentale. 6. L’importanza del concetto di gas nello sviluppo della scienza moderna. 7. Scienza e tecnologia per i beni culturali. 8. Gestione integrata del territorio. I Programmi Ministeriali del Liceo Linguistico sono estratti dal progetto della Commissione Brocca.
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