Corso di laurea magistrale in Chimica dell'Ambiente

Conoscenza di base degli equilibri chimici e dei calcoli relativi agli equilibri

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Acquisizione dei concetti sugli equilibri ambientali. Conoscenza su equilibri multipli e multicomponente nei fluidi, modelli di calcolo e speciazione,  metodi di trattazione degli equilibri multifasici. Conoscenze sulle metodologie di potabilizzazione.

Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà essere in grado di dimostrare di conoscere i principali equilibri che avvengono nelle acque naturali (acido-base, redox, di complessazione), le procedure di calcolo per valutare la speciazione nei sistemi acquatici, i processi fotochimici che avvengono nei sistemi acquatici.

 48 ore lezioni frontali

 

Esame orale.

Introduzione ai processi di depurazione delle acque destinate al consumo umano. Inquinamento di origine naturale ed antropica. Introduzione alla tecnica di clorazione quale processo di disinfezione delle acque. Reazioni che coinvolgono il cloro/acido ipocloroso, formazione di sottoprodotti indesiderati. Introduzione alla disinfezione delle acque con biossido di cloro. Reazioni del biossido di cloro, vantaggi rispetto alla clorazione e limiti della tecnica. Introduzione all'ozonizzazione delle acque potabili. Problematiche relative all'utilizzo dell'ozono e reazioni dell'ozono nei sistemi acquatici. Cenni sulla tecnica di disinfezione con radiazione ultravioletta. Reazioni redox nelle acque naturali, il ruolo dell'ossigeno. Processi biologici di attivazione dell'ossigeno molecolare. Definizione dei potenziali redox nelle acque naturali. Relazione tra potenziali redox nelle acque naturali e cicli biogeochimici. La speciazione redox nelle acque dei laghi stratificati. Processi fotochimici (fotolisi diretta ed indiretta) nelle acque naturali, modelli fotochimici per la descrizione dei sistemi acquatici in condizioni di irradiazione. Modelli fotochimici che descrivono i sistemi acquatici sotto irradiazione. Modelli di speciazione delle specie disciolte nelle acque naturali. Schemi generali per il calcolo della speciazione, includendo insieme le reazioni acido-base, la formazione di complessi e le reazioni redox. Descrizione dei software in grado di eseguire i calcoli suddetti. Introduzione agli equilibri acido-base nei sistemi naturali: il caso del biossido di carbonio-acido carbonico. Diagrammi di fase delle specie carbonato in un sistema chiuso. Introduzione agli equilibri acido-base nei sistemi aperti, in presenza di CO2. Diagrammi di distribuzione delle specie in funzione del pH nei sistemi aperti. Equilibri di solubilità nei sistemi aperti. Derivazione del pH dell'acqua di mare a partire dagli equilibri di dissoluzione di CaCO3 e CO2. Altri esempi di applicazioni ambientali degli equilibri delle specie carbonato: formazione di stalattiti e stalagmiti nelle grotte, ruolo degli oceani nel fenomeno dell'effetto serra.

I testi base consigliati per il corso sono: W. Stumm, J. Morgan, Aquatic Chemistry, wiley, NY, 1996.

Frequenza consigliata ma facoltativa.