Lo scopo del corso è quello di analizzare processi chimici in ambito biologico e biomedico con metodologie chimico-fisiche, per una verifica della loro fattibilità e ottimizzazione e per uno studio di proprietà e risoluzione di problemi che coinvolgono sostanze chimiche, loro struttura e interazioni.

The purpose of the course is to analyze the chemical processes in biological and biomedical research with chemical and physical methods, for an assessment of their feasibility and optimization, and to study properties and solve problems involving chemical substances, their structure and interactions.

PROCESSI E REATTIVITA'
Energie coinvolte nei processi chimici di interesse in ambito biomolecolare e biomedico che ne determinano fattibilità ed ottimizzazione. La termodinamica nei processi chimici e la necessità di definire funzioni termodinamiche quali entalpia, entropia ed energia libera o potenziale chimico ed i principi che le correlano tra loro e con le variabili di sistema. Stato di equilibrio e fuori equilibrio. Esempi di processi nei quali si applicano tali principi.
Sistemi ad uno e più componenti, equilibri di fase e diagrammi di stato. Soluzioni, stato standard biologico, equilibri di ripartizione; estrazione e purificazione; tensione superficiale, tensioattivi e tensiopassivi; adsorbimento.
Velocità di reazione e cinetica chimica. Ordine e molecolarità. Equazione di Arrhenius. Trasposto attraverso membrane biologiche. Catalisi omogenea ed eterogenea ed azione degli enzimi.
Stato solido e struttura correlata
METODI CHIMICO-FISICI
Principi della quantochimica alla base dell'interazione radiazione-materia. Forze intermolecolari, interazioni e legami, riconoscimento molecolare in sistemi biologici. Tecniche spettroscopiche: spettroscopia atomica e molecolare. Basi teoriche e sperimentali delle tecniche UV-Vis, fluorescenza, IR e RAMAN e risonanze magnetiche.

PROCESSES AND REACTIVITY: Energies involved in chemical processes of interest in the field of biomolecular  and biomedical fields, determining the feasibility and optimization of the processes. Thermodynamics in chemical processes and the need to define thermodynamic functions such as enthalpy, entropy and free energy or chemical potential; the principles that correlate with each other and with the system variables. State of equilibrium and out of balance. Examples of processes in which these principles are applied.
Systems constituted by one or more components, phase equilibria and phase diagrams. Solutions; biochemical standard; partition equilibria; extraction and purification; surface tension and surfactants; adsorption.
Reaction rate and chemical kinetics. Order and molecularity. Arrhenius equation. Transport through biological membranes. Homogeneous and heterogeneous catalysis and enzyme action.
Solid-state structure and related structure

PHYSICO-CHEMICAL METHODS:Principles of quantum-chemistry to analyze the interaction of radiation with matter. Intermolecular forces; interactions and bonds; molecular recognition in biological systems. Spectroscopic techniques: atomic and molecular spectroscopy. Theoretical and experimental techniques UV-Vis, fluorescence, IR and RAMAN and MRIs.

Students interested to have learning material in English are kindly envited to write an e-mail to the teacher.

Modalità didattiche

lezioni frontali con esercitazioni

lectures with exercises

Testi di studio

P. Atkins - Chimica Fisica - Zanichelli

P.Atkins - Physical Chemistry - Zanichelli

Modalità di
accertamento

esame orale eventualmente con tests. Students interested to take the exam in English are welcome to ask to the teacher

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità didattiche

verranno fornite dispense per lo studio

learning materials provided by the teacher

Testi di studio

P. Atkins - Chimica Fisica - Zanichelli

P.Atkins - Physical Chemistry - Zanichelli

Modalità di
accertamento

Esame orale eventualmente con tests

Oral examination, eventually with written tests

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

L’esame e la bibliografia potranno essere in lingua inglese su richiesta dello studente . The student can request to sit the final exam in English with an alternative bibliography.