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    CHIMICA FISICA E SCIENZE DEL SUOLO (Corso Integrato)

    Responsabile: Prof. Coppola Elio

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    Italiano

    Contenuti

    Formazione del suolo (pedogenesi). La fase colloidale (sostanze umiche e minerali argillosi). La dinamica degli elementi nutritivi nel suolo. Interventi di conservazione della fertilità fisica e chimica del suolo

    Testi di riferimento

    Appunti del corso rilasciati dal docente.
    Huang P.M., Li Y., Sumner M.E. (eds.). (2012) Handbook of Soil Sciences. 2nd edn (Volume 1: Properties and Processes; Volume 2: Resource Management and Environmental Impacts). CRC Press, Boca Raton, FL, 2155 pp., (ISBN 978-1-4398-0305-9).
    Chimica Fisica, volume 1 e 2. Autore Raymond Chang. Editore Zanichelli

    Obiettivi formativi

    Il corso è rivolto agli studenti del secondo anno di corso di laurea.
    Nel corso sono trattati gli aspetti della scienza del suolo rivolti alla conoscenza dei meccanismi della fertilità fisica e chimica del suolo.

    Prerequisiti

    Conoscenze e abilità fornite dai corsi di nozioni di base di chimica, fisica, biologia.

    Metodologie didattiche

    Lezioni frontali, esercitazioni in laboratorio

    Metodi di valutazione

    Esame scritto e orale

    Altre informazioni

    Nessuna altra informazione disponibile

    Programma del corso

    Termodinamica. Primo principio, entalpia, variazione dell’entalpia con la temperatura, variazione di entalpia in una transizione di fase, calcolo della variazione di entalpia in una reazione utilizzando i valori medi dell’entalpia di legame, calcolo della variazione di entalpia standard in una reazione utilizzando le entalpie standard di formazione.
    Soluzioni – unità di misura, secondo principio della termodinamica, calcolo della variazione di entropia del sistema in un processo in cui varia solo la temperatura, solo il volume di un gas ideale e in una transizione di fase, calcolo della variazione di entropia dell’ambiente esterno al sistema che subisce la trasformazione, variazione di entropia e spontaneità di una trasformazione, variazione di entropia in una reazione, energia di Gibbs, additività delle funzioni termodinamiche, energia libera e spontaneità di una trasformazione, potenziale chimico, soluzioni ideali, termodinamica di mescolamento, soluzioni diluite ideali, ripartizione tra liquido e gas, variazione dell’energia libera con la temperatura e la pressione proprietà colligative osmosi e pressione osmotica, lavoro osmotico e potenziale chimico.
    Reazioni all’equilibrio - quoziente di reazione, costante di equilibrio ed energia libera, stato standard in biochimica, termodinamica dell’adenosintrifosfato (atp), costante di equilibrio e sistemi reali, dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura.
    Elettrochimica Attività degli ioni in soluzione, legge limite di Debye Hückel.
    Cinetica chimica - velocità di reazione, ordine di reazione e forma integrata delle leggi cinetiche, tempo di dimezzamento e vita media, processi di decadimento radioattivo, reazioni elementari, molecolarità di una reazione e formulazioni delle leggi cinetiche, variazione della costante cinetica con la temperatura, reazioni reversibili, cinetica enzimatica, teoria dello stato di transizione, aspetti termodinamici, catalizzatori chimici, effetto della forza ionica sulla costante cinetica di una reazione elementare. Le proprietà del suolo in funzione dell’uomo
    Qualità e funzionalità del suolo. Rapporti suolo/uomo: origine, evoluzione, conseguenze.
    Funzioni socio-economiche e valore del suolo nell’ambiente.
    Alterazione del suolo: degradazione, contaminazione, ablazione, consumo.
    Le componenti del suolo funzionali alla fertilità chimica e fisica
    Fase colloidale organica (sostanze umiche): origine, composizione e proprietà
    Fase colloidale minerale (minerali argillosi e microporosi): origine, composizione e proprietà
    Valutazione e conservazione della fertilità del suolo
    Normativa in materia di Fertilizzanti e di Materiali Applicabili al Suolo.
    Diagnosi integrata della fertilità e produttività dei suoli: parametri qualitativi e continui; componenti fisiche, chimiche, chimico-fisiche e biologiche della fertilità di suoli
    Analisi e valutazione delle disfunzioni e delle anomalie dei suoli: criteri e metodi di pieno campo e di laboratorio.
    Pedotecnologie correttive e riabilitative dei suoli anomali. Suoli infertili, idromorfi, acidi, alcalini, salini. Suoli con anomalie fisico-meccaniche

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Soil formation (pedogenesis). The colloidal phase (humic substances and clay minerals). The dynamics of the nutrients in the soil. for the conservation of physical and chemical soil fertility

    Textbook

    Huang P.M., Li Y., Sumner M.E. (eds.). (2012) Handbook of Soil Sciences. 2nd edn (Volume 1: Properties and Processes; Volume 2: Resource Management and Environmental Impacts). CRC Press, Boca Raton, FL, 2155 pp., (ISBN 978-1-4398-0305-9).
    Chimica Fisica, volume 1 e 2. Autore Raymond Chang. Editore Zanichelli

    Training objectives

    The aim of this course is to describe the aspects of soil science directed to the knowledge of the physical and chemical mechanisms of soil fertility. The course covers the basic knowledge on soil components (colloidal phase constituted by humic substances and clay minerals) that affect fertility and its processes.
    Topics covered include: Chemical thermodynamics. Reaction kinetics. chemistry and physics of soil formation; fertility and plant nutrition; techniques of chemical and physical analysis of the soil

    Prerequisite

    Knowledges and skills furnished by the courses of Chemistry, Physics, Biology.

    Teaching methods

    Frontal classes and numerical exercises

    Evaluation methods

    Written and oral test

    Others

    No other information available

    Course Syllabus

    Thermodynamics. First principle, enthalpy, variation of enthalpy with temperature, variation of enthalpy in a phase transition, calculation of the enthalpy variation in a reaction using the average values ​​of the bond enthalpy, calculation of the standard enthalpy variation in a reaction using the standard training enthalpies.
    Solutions - unit of measurement, second principle of thermodynamics, calculation of the entropy variation of the system in a process in which only the temperature varies, only the volume of an ideal gas and in a phase transition, calculation of the entropy variation of the environment external to the system undergoing transformation, change of entropy and spontaneity of a transformation, change of entropy in a reaction, Gibbs energy, additivity of thermodynamic functions, free energy and spontaneity of a transformation, chemical potential, ideal solutions, thermodynamic mixing , ideal diluted solutions, breakdown between liquid and gas, change in free energy with temperature and pressure, colligative properties, osmosis and osmotic pressure, osmotic work and chemical potential.
    Equilibrium reactions - reaction quotient, equilibrium constant and free energy, standard state in biochemistry, adenosine triphosphate thermodynamics (atp), equilibrium constant and real systems, dependence of the equilibrium constant on temperature.
    Electrochemistry Activity of ions in solution, limit law of Debye Hückel.
    Chemical kinetics - reaction rate, reaction order and integrated form of kinetic laws, half life and average life, radioactive decay processes, elementary reactions, molecularity of a reaction and formulations of kinetic laws, variation of kinetic constant with temperature, reversible reactions, enzymatic kinetics, transition state theory, thermodynamic aspects, chemical catalysts, effect of ionic force on the kinetic constant of an elementary reaction. The properties of soil in relation to man. Quality and functionality of the soil. Soil / human relationships: origin, evolution, consequences.
    Socio-economic functions and land value in the environment.
    Soil alteration: degradation, contamination, ablation, consumption.
    The soil components functional to chemical and physical fertility
    Organic colloidal phase (humic substances): origin, composition and properties
    Colloidal mineral phase (clay minerals and microporous): origin, composition and properties
    Evaluation and conservation of soil fertility
    Regulations on Fertilizers and Materials Applicable to Soil.
    Integrated diagnosis of fertility and soil productivity: qualitative and continuous parameters; physical, chemical, chemical-physical and biological components of soil fertility
    Analysis and evaluation of soil dysfunctions and anomalies: criteria and methods of open field and laboratory.
    Corrective and rehabilitative pedotechnologies of anomalous soils. Infertile, hydromorphic, acid, alkaline, saline soils. Soils with physical-mechanical anomalies.

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