Elementi di Chimica applicata al Restauro – A.A. 2017/2018

Corso di Diploma accademico di 1° livello quinquennale a ciclo unico in: Restauro PFP1/PFP2

Anno: 1° anno
Codice: ABPR29
Settore artistico/scientifico/disciplinare: Chimica e fisica per il restauro

Crediti formativi: 6
Ore: 45
Prof.ssa Federica Fenzi
E-Mail: federica.fenzi@accademiabelleartiverona.it

Obiettivi formativi

Acquisizione di nozioni pratiche di chimica generale ed organica, per la comprensione di alcuni fenomeni di degrado, di alcune metodologie d’intervento e sintesi specifiche.

Contenuti del corso

Elementi di chimica generale (I)
– la tabella periodica degli elementi
– alcune proprietà periodiche degli elementi
– la configurazione elettronica/esterna
– la regola dell’ottetto
– l’espansione dell’ottetto (modelli 3D)
– l’elettronegatività
– la carica formale
– le formule di struttura di Lewis
– gli orbitali atomici
– l’ibridazione degli orbitali (modelli 3D)
– legami σ e legami π (modelli 3D)
– gli orbitali molecolari in molecole biatomiche
– il legame chimico
– l’elettronegatività
– legami a carattere ionico o covalente
– il momento dipolare
– alcuni composti chimici (ossidi, idrossidi, acidi, sali)
– ossidi ionici e ossidi covalenti
– ossidi ionici e covalenti in soluzione acquosa (proprietà acido-base)
– Acidi e basi secondo Lewis e Brønsted-Lowry
– equilibri acido-base
– reazioni di neutralizzazione (esempi pratici)
– Definizione e calcolo del pH di soluzioni acquose contenenti:
i) Acidi o basi forti
ii Acidi o basi deboli
iii) Soluzioni tampone
– prodotto di solubilità (esempi pratici)
– Sali solubili e sali poco solubili (esempi pratici)
– Principali cause di degrado salino per i beni culturali:
i) Precipitazione/cristallizzazione
ii) Deliquescenza
– reazioni ossido-riduttive
i) Definizione di potenziale elettrochimico di riduzione
ii) Alcuni esempi pratici

Elementi di chimica Generale e organica (I)
– la chimica del carbonio
– la configurazione elettronica esterna
– l’ibridazione degli orbitali (modelli 3D)
– legami σ e legami π (modelli 3D)
– gli eteroatomi
– i gruppi funzionali (modelli 3D)
– composti alifatici (modelli 3D)
– composti aromatici (modelli 3D)
– principali composti organici dell’ossigeno
– alcoli ed eteri (modelli 3D)
– la funzione carbonilica (aldeidi, chetoni, acidi carbossilici, esteri e anidridi) (modelli 3D)
– coniugazione e strutture limita di risonanza
– stabilità, reattività e solubilità
– momento dipolare
– idrofilicità e idrofobicità
– stereochimica (modelli 3D)

Elementi di chimica dei materiali
– natura dei legami chimici
– stato fisico di aggregazione
– sostanze pure
– concetto di “fase” (immagini SEM-EDS)
– soluzioni
– miscele e miscugli
– fasi amorfe e cristalline (immagini SEM-EDS, immagini di diffrazione)
– reattività dei materiali in funzione della loro struttura
– granulometria (immagini SEM-EDS)
– materiali micrometrici e nanometrici (produzione o sintesi)
– granulometria e reattività dei materiali
– frequenti fenomeni di degrado
– alcune metodologie d’intervento sui materiali antichi (nano-argille, nano-calci, alcossidi di calcio, trattamento con l’idrossido di bario)

I geopolimeri
– chimica del carbonio e del silicio a confronto
– natura del legame silicio-ossigeno
– silicati amorfi e cristallini (vetri e minerali)
– ruolo dell’alluminio negli allumino-silicati
– la sostituzione alluminio-silicio
– principali reazioni di geopolimerizzazione
– principali classi di geopolimeri
– caratteristiche chimiche e meccaniche
– potenzialità e limiti di applicazione

I geopolimeri – esercitazioni pratiche
– sintesi di materiali geopolimerici antichi e odierni
– numero di Avogadro

Concetto di mole
– concentrazione
– densità
– interpretare ed attuare ricette e formulazioni
– parametri di reazione (temperatura, tempo)
– esecuzione dei test di durabilità sui prodotti ottenuti.

La tossicità delle sostanze e dei prodotti chimic
– la lettura della scheda di sicurezza
– il reperimento della scheda di sicurezza
– cenni normativi

Materiale didattico

Appunti di lezione, fotocopie fornite dal docente. Alcuni esempi:

1) M. Matteini, A. Moles, La chimica nel restauro – i materiali dell’arte pittorica, Nardini editore, Firenze, 1991.
2) A. Goudie, H. Viles, Salt Weathering Hazards, Jhon Wiley & Son, New York, 1997.
3) G. Amoroso, M. Cammaiti, Scienza dei materiali e resatauro, Alinea Editrice, Firenze, 1997.

Metodi didattici

Lezioni frontali ed alcune esercitazioni pratiche

Modalità di valutazione

Esame scritto e orale.