Anno scolastico: 2008/2009

Classe: 3A - 4A - 5A CHIMICI

Materia di insegnamento. Chimica organica e delle fermentazioni

Insegnanti : proff. Baronio. Cucci. Sartori

PIANO DI LAVORO

Finalità
Le finalità del corso sono.
• Acquisizione di una conoscenza razionale dei principi sui quali si basa la chimica dei derivati del carbonio e della loro reattività attraverso l'esame dei meccanismi di reazione fondamentali
• Apprendimento dei metodi di sintesi, separazione, purificazione ed identificazione delle sostanze organiche,
• Comprensione del ruolo della chimica organica nei processi biologici;
• Corretta comprensione dei fenomeni microbiologici e fermentativi

Obiettivi di apprendi mento
II corso mira a formare una mentalità critica e scientifica, un uso razionale delle capacità mnemoniche favorendo l'abilità di applicare le conoscenze teonche alla risoluzione di problemi Ciò significa riuscire a munire l'allievo di capacità di sintesi tra operatività mentale e manuale: la prima si esplica nella progettazione di un esperimento; la seconda mira alla vera e propria esecuzione dell'esperimento. In tutti i casi le esercitazioni pratiche dovranno essere eseguita nel pieno rispetto delle norme di sicurezza e tutela ambientale. Pertanto, al termine del curricolo, l'allievo dovrà essere in grado di

> Riconoscere che il grandissimo numero di sostanze organiche è determinato dalla capacità di concatenarsi degli atomi di carbonio,

> Correlare la struttura funzionale e spaziale delle molecole con le proprietà fisiche e chimiche;

> Prevedere il comportamento delle sostanze organiche e bio-organiche in determinate condizioni di reazione, utilizzando modelli generali di reattività ( meccanismi di reazione);

> Correlare le struttura delle molecole organiche con le funzioni biologiche;

> Realizzare semplici sintesi di composti.

> Descrivere i processi di fermentazione evidenziando i passaggi cruciali e pianificando i controlli dei principali processi, nonché le principali caratteristiche funzionali dei microrganismi impiegati.

Metodologie e strumenti

L'insegnamento della Chimica Organica, Bio-organica delle Fermentazioni e laboratorio non può prescindere da un approccio sistematico che prevede una panoramica significativa delle principali classi di composti. Allo scopo però di non ridurre i contenuti ad un esame monotono della complessa casistica delle sostanze organiche, si porrà 'attenzione soprattutto sugli aspetti reattivi, esaminando nell'ambito della trattazione dei gruppi funzionali, le grandi categorie delle reazioni organiche: addizione, sostituzione, ecc. L'esame di specifici meccanismi sarà limitato ai processi di sintesi fondamentali e/o quelli che permettono di capire un rilevante numero di reazioni Le lezioni si svolgeranno in forma frontale, ma soprattutto dialogata per permettere una partecipazione attiva degli studenti allo sviluppo della trattazione Per facilitare l'apprendimento degli aspetti relativi all'isomeria, alla struttura molecolare eco. si farà spesso ricorso all'uso di modelli molecolari. Inoltre non si potrà prescindere dall'esecuzione di esercizi e dalla risoluzione di problemi, quali mezzi per favorire una effettiva padronanza dei concetti studiati ed una corretta modalità di ragionamento scientifico II laboratorio di Chimica Organica. Bio-organica e delle Fermentazioni svolge un ruolo importante per diversi motivi:

a) rendere gli studenti consapevoli che le reazioni e i processi fermentativi, descritti in classe, possono essere realizzati in laboratorio,

b) addestrare gli studenti all'uso delle tecniche manuali tipiche di questo laboratorio. Si tenderà ad abituare gli allievi a dotarsi di metodi adatti per ricercare e trovare una risposta probabile e corretta ad una serie di questioni più o meno complesse. Per quanto esposto si cercherà di discutere insieme le esercitazioni prima della fase di esecuzione e di proporre, quando possibile, esperienze del tipo problem-solving

Verifica e valutazione
La valutazione tiene conto non solo del grado di apprendimento conseguito (che cosa e come è stato appreso), ma anche dell'atteggiamento dimostrato dall'alunno (partecipazione, impegno, grado di maturazione raggiunto in base alle condizioni di partenza) e sarà di tipo formativo e sommativo.
Le prove, che avranno lo scopo di verificare sia lo sviluppo cognitivo m itinere sia il livello raggiunto, saranno diversificate per permettere la valutazione delle molteplici abilità previste dagli obiettivi. Le prove utilizzate saranno:
• Prove scritte a vari livelli di strutturazioni;
• Sondaggi campione all'inizio di ogni lezione sui contenuti e concetti appresi nella lezione precedente;
• Interrogazioni su vasta parte del programma in modo da favorire 'organizzazione dei contenuti m una visione il più globale possibile della materia,
• Relazioni di laboratorio, stese su un quaderno da tenersi aggiornato a ogni turno di laboratorio, valutate anche in base a comportamento, partecipazione, impegno,

Recugero
II recupero sarò effettuato in ingresso e in itinere (corsi di recupero, interruzioni delle lezioni o modifiche del programma). Si cercherà di sviluppare le abilità trasversali, l'autovalutazione e il metalinguaggio Le metologie di recupero saranno diverse, lezione frontale e dialogata, lezione degli alunni, lavoro di gruppo, correzione individuale di elaborati).

CONTENUTI

CLASSE TERZA

Settembre-ottobre-novembre
Legame chimico e isomeri; alcani e cicloalcani; isomeria conformazionale e geometrica. Esercizi. Alcheni e loro reazioni. Isomeria cis-trans. Esercizi.
Dicembre-gennaio-febbraio
Alchini e loro reazioni Esercizi. Stereoisomeria. chìralità. convenzione E-Z, attività ottica, composti Meso, proiezioni di Fischer. Composti aromatici. Esercizi.
Marzo-aprile- maggio
Composti alogenati. reazioni di sostituzione ed eliminazione. Esercizi.

CLASSE QUARTA

Settembre-ottobre-novembre
Ripasso dei principali argomenti svolti nella classe terza: isomeria, meccanismi di reazione, struttura del Carbonio sp3, sp2, sp.
Composti alogenati. reazioni di sostituzione ed eliminazione Esercizi.Alcoli, fenoli, tioli, eteri ed epossidi nomenclatura; proprietà fisiche; reattività; metodi di preparazione. Aldeidi e chetoni: nomenclatura; proprietà fisiche; metodi di preparazione. Esercizi. Dicembre-Qennaio-febbraio
Aldeidi e chetoni: nomenclatura, proprietà fisiche, metodi di preparazione. Esercizi. Reattività. Reazioni di addizione nucleofila, meccanismi, tautomeria chetoenolica; condensazione alcolica. Esercizi. Acidi carbossilici nomenclatura; proprietà fisiche, reattività, metodi di preparazione. Meccanismi di esterificazionee di sostituzione nucleofila acilica. Ammine ed altri composti azotati, nomenclatura; proprietà fisiche; reattività; metodi di preparazione.
Marzo-aprile- maggio
Composti eterociclici: eterocicli esatomici (piridina, pirimidina). eterocicli pentatomici (furano, pirrolo, tiofene), Eterocicli pentatomici ad anelli condensati- indoli e purine. Polimeri sintetici: meccanismi di polimerizzazione; polimeri stereoregolari: polimeri dienici; copolimeri; polimeri per policondensazione nylon e poliuretani,

CLASSE QUINTA

Settembre-ottobre-novembre
Glucidi; amminoacidi; lipidi, enzimi; DNA, RNA
Dicembre-gennaio-febbraio
Biochimica. Metabolismo ed elementi di sintesi proteica.
Marzo-aprile- maggio
Regno dei protesti: cellule eucariote e procariote. Composizione chimica della parete cellulare. Moltiplicazione dei microrganismi e fattori che influenzano lo sviluppo. Respirazione e fermentazione dei microrganismi. Processi microbici di interesse industriale e alimentare

LABORATORIO

Nella classe terza si effettueranno saggi fisici di caratterizzazione dei composti (punto di fusione, punto di ebollizione) Metodi di separazione delle miscele (distillazione frazionata, cristallizzazione con solventi e con coppie di solventi, estrazione con solvente e con solvente chimicamente attivo). Estrazione di sostanze naturali ( estrazione con solvente, estrazione in continuo, distallazione in corrente di vapore). Nella classe quarta si effettueranno saggi di identificazione dei gruppi funzionali e si progetteranno sintesi organiche. Saponificazione Polimerizzazione. Spettrofotometria IR. Polarimetria Nella classe quinta verranno eseguiti dosaggi di lipidi, glucidi e protidi. Sterilizzazione dei materiali, uso del microscopio. Tecniche di colorazione; terreni di coltura e semina. Determinazione della carica batterica.