27604 - CHIMICA ANALITICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente: - acquisisce le nozioni fondamentali di chimica analitica utili all'espletamento ed alla valutazione dei controlli dei medicamenti ed alla comprensione degli studi di validazione dei farmaci, anche tramite attività e esperienze laboratoriali e esercitazionali; - raggiunge una visione globale del processo analitico, a partire dalla scelta del metodo di analisi fino all'elaborazione dei risultati, e delle tipologie di metodiche classiche e strumentali di analisi, comunicando in modo chiaro e privo di ambiguità le loro conclusioni, nonché le conoscenze e la ratio ad esse sottese, a interlocutori specialisti e non specialisti; - possiede gli strumenti per poter valutare criticamente (anche per via statistica e chemiometrica) sia i risultati sperimentali ottenuti che quelli riportati negli studi di applicazione dei farmaci e nel controllo di qualità dei medicinali e prodotti per la salute;
- possiede le conoscenze necessarie per affrontare i corsi degli anni seguenti.

Contenuti

- Premessa

Si presuppone che siano noti i fondamenti dei seguenti argomenti:

Chimica generale: Reazioni chimiche, coefficienti stechiometrici, classificazione delle reazioni chimiche, reazioni di ossidoriduzione, numeri di ossidazione, ossidazione e riduzione, bilanciamento delle reazioni, soluzioni, solubilità, processo di solubilizzazione, attività e concentrazione, concentrazione percentuale, molarità o concentrazione molare, sistemi acido-base in acqua, espressione dell'equilibrio chimico, costanti di equilibrio, autoprotolisi dell'acqua, costanti di dissociazione acida e basica, pH delle soluzioni acquose. Sistema Internazionale (SI)

Matematica: Logaritmi: significato, uso e calcoli, calcolo con numeri esponenziali, Equazioni di secondo grado.

ll corso è diviso in due moduli.

PROGRAMMA del Modulo di Chimica Analitica (Mirasoli)

Equilibri chimici in soluzione acquosa, coppie coniugate acido - base, soluzioni tampone. Titolazioni: calcoli volumetrici e termini usati nelle titolazioni. Titolazioni di neutralizzazione: curve di titolazione per acidi e basi forti, curve di titolazione per acidi e basi deboli, composizioni delle soluzioni tampone in funzione del pH, titolazione di un acido poliprotico, di una base polifunzionale, di una specie anfiprotica, indicatori chimici nelle titolazioni di neutralizzazione, applicazioni delle titolazioni di neutralizzazione. 

Metodi analitici relativi ed assoluti: calibrazione mediante standard esterno, calibrazione mediante aggiunte standard, uso degli standard interni. Caratteristiche di una metodica analitica (accuratezza, precisione, specificità e selettività, sensibilità e sensibilità analitica, intervallo di linearità, limite di rivelazione e limite di quantificazione, robustezza, solidità).

Introduzione alla potenziometria: potenziale di giunzione, elettrodi di riferimento, elettrodi indicatori di prima specie di seconda specie ed inerti, analisi potenziometrica diretta, elettrodi ionoselettivi, elettrodo a vetro, errori ed uso dell'elettrodo a vetro, elettrodi a vetro combinati e per altri cationi, elettrodi ionoselettivi a membrana cristallina, liquida o polimerica.

Metodi di analisi spettrofotometrica: radiazione elettromagnetica, spettri di assorbimento in fase gassosa e condensata (spettri elettronici, rotazionali e vibrazionali), assorbanza e trasmittanza, legge di Lambert-Beer, deviazioni dalla legge di Lambert-Beer, analisi di miscele, errore spettrofotometrico, strumentazione per spettrofotometria (sorgenti, filtri e monocromatori, celle per il campione, rivelatori, configurazioni strumentali).

LABORATORIO:

PRIMA ESPERIENZA - TITOLO: Taratura attrezzature. SCOPO: Prendere confidenza con il laboratorio, verificare che la strumentazione da usare sia in condizione ottimale, uso dei parametri statistici più semplici, scrittura di una relazione.

SECONDA ESPERIENZA - TITOLO: Preparazione di una soluzione tampone e misura potenziometrica del pH. SCOPO: Uso tamponi, elettrodo di vetro, pHmetro e analisi di una matrice reale (aceto o succo di limone).

TERZA ESPERIENZA -TITOLO: Titolazione di un acido debole e costruzione di una curva di titolazione mediante misura potenziometrical del pH.

PROGRAMMA del Modulo di Chimica Analitica 2 (Girotti).

Per sostenere l’esame bisogna dimostrare di saper usare la calcolatrice per i calcoli necessari calcolare la retta di regressione (minimi quadrati).

Per sostenere l’esame bisogna portare i documenti richiesti per la Ricerca bibliografica effettuata e il certificato inerente la frequentazione e il superamento del corso on-line 7.1 Brevetti e domanda di brevetto del Progetto TOX_OER (https://toxoer.com/). Tali prove assieme alla discussione della applicazione del metodo scientifico ad un caso/ricerca reale sarà propedeutica al proseguimento dell’esame orale.

- Finalità della Chimica Analitica

- Ricerca Bibliografica in Chimica Analitica, con esercitazione pratica, Revisione tra pari, trappola di Science, etc……..

- Il procedimento chimico-analitico e la strumentazione di base

- Glossario dei termini di Chimica Analitica

- Elaborazione statistica dei dati sperimentali:

Elementi di Chemiometria:

Il calcolo e le cifre significative in relazione alla incertezza (strumentale).

Parti per milione (ppm), parti per miliardo (ppb).

Correlazione e regressione: Metodo dei minimi quadrati, coefficienti di correlazione e regressione

Taratura e Calibrazione; Comparatori, trasduttori, sensori e biosensori, taratura di una bilancia, di una micropipetta, di una pipetta, calibrazione del pHmetro.

Classificazione degli standard (per pesi atomici, definitivo, primario, di lavoro, secondario) e dei metodi di analisi (definitivo, riferimento, a errore noto, a errore ignoto)

Standard e materiale di riferimento (certificato e non)

Scelta di un metodo strumentale.

Incertezza assoluta e relativa

Accuratezza: esattezza e precisione (inaccuratezza, inesattezza e imprecisione)

Come misurare la imprecisione, l’inesattezza e l'inaccuratezza.

Errori sistematici, casuali e grossolani

Errore assoluto, errore relativo ed errore relativo percentuale

Deviazione standard, deviazione standard relativa e coefficiente di variazione, ripetibilità, riproducibilità

Metodo scientifico: Effetto placebo e Medicine Alternative, Meta-ricerca

Discussione dell’applicazione del metodo scientifico ad un caso/ricerca reale: *La trappola di Science, *Hulda Clark, *Guida AIFA, *Aura Activator, *Chiedi la prova, *Cellule staminali e vitamine, *Braccialetto dell’equilibrio,*Effetti desiderati, *Chi controlla i placebo, *La medicina bugiarda, *Guida Aifa alle cure miracolose *Le verità scadono, *Cosa fare fare in mancanza di piene certezze scientifiche?, *Verità manipolate, *Disinformazione, *Cura Zamboni, *L’ostracismo verso la scienza, *Studi Cochrane, *Verifica omeopatia, *Come si possono influenzare anche gli animali, *Le altre medicine, *Farmaci o Medicinali, *Efficacia terapeutica della preghiera, *Aromaterapia, *Etichette, *Lo scienziato che perdona il diesel e la diossina, *Olio di palma, etc.

Corso on-line del Progetto TOX-OER (https://toxoer.com/):

Brevetti e domande di brevetto, sono esempi di brevettazione, brevettabilità, il diritto di priorità, la brevettazione in campo chimico, convenzioni internazionali come la convenzione del brevetto europeo.

- Esercizi applicati ai principali argomenti.

- Esercitazione pratica: Ricerca bibliografica della collocazione di una rivista scientifica. Discussione dell’applicazione del metodo scientifico ad un caso/ricerca reale: *La trappola di Science, *Hulda Clark, *Guida AIFA, *Aura Activator, *Chiedi la prova, *Cellule staminali e vitamine, *Braccialetto dell’equilibrio,*Effetti desiderati, *Chi controlla i placebo, *La medicina bugiarda, *Guida Aifa alle cure miracolose *Le verità scadono, *Cosa fare fare in mancanza di piene certezze scientifiche?, *Verità manipolate, *Disinformazione, *Cura Zamboni, *L’ostracismo verso la scienza, *Studi Cochrane, *Verifica omeopatia, *Come si possono influenzare anche gli animali, *Le altre medicine, *Farmaci o Medicinali, *Efficacia terapeutica della preghiera, *Aromaterapia, *Etichette, *Lo scienziato che perdona il diesel e la diossina, *Olio di palma, etc.

Testi/Bibliografia

Materiale didattico: il materiale didattico presentato a lezione è messo a disposizione dello studente in formato elettronico sulla piattaforma IOL.

Il materiale didattico e gli appunti presi a lezione sono indispensabili per la preparazione dell'esame, così come lo studio su uno dei seguenti testi:

- "Fondamenti di Chimica Analitica Quantitativa", Daniel C. Harris (Zanichelli Editore, Bologna, 2017).

- "Fondamenti di Chimica Analitica di Skoog e West”, F. J. Holler, S. R. Crouch (Edizione: III, EdiSES, S.r.l., Napoli, 2015).

- “Chimica Analitica e Analisi Quantitativa”, D.S. Hage, J.D. Carr, (Piccin Nuova Libraria SpA, Padova, 2012).

- "Chimica Analitica Quantitativa", Daniel C. Harris (Zanichelli Editore, Bologna, 2005).

- "Chimica Analitica Quantitativa", Daniel C. Harris (Zanichelli Editore, Bologna, 2017).

- "Chimica Analitica: una Introduzione", D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, (EdiSES, S.r.l., Napoli, 1996).

- "Elementi di Chimica Analitica", Daniel C. Harris (Zanichelli Editore, Bologna, 2005).

- "Chimica Analitica, teoria e pratica", F.W. Fifield, D. Kealey (Zanichelli Editore, Bologna, 1999).

- "Chimica Analitica Strumentale", F.J. Holler, D.A. Skoog, S.R. Crouch, (EdiSES, S.r.l., Napoli, 2009).

- "Esercizi per la Chimica Analitica, con richiami di teoria", S. Araneo, (Progetto Leonardo, Esculapio, Bologna, edizioni 2012 e 2018).

Metodi didattici

Lezioni frontali in cui sono presentati e discussi gli argomenti del corso, con esercizi numerici esplicativi. Esercitazione pratica: Ricerca bibliografica della collocazione di una rivista scientifica, seminari di approfondimento.

Attività di laboratorio con esercitazioni pratiche a piccoli gruppi, elaborazione di una relazione, con discussione all’esame.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso il solo esame finale, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di un colloquio orale e la risoluzione di problemi numerici su tutto il programma svolto, su entrambi i moduli didattici, che possono essere scissi in momenti di verifica separati fra loro, come prove propedeutiche. Le valutazioni ottenute nei due moduli vengono integrate per ottenere il voto finale di esame mediante media ponderata finale e hanno scadenza di validità annuale.

Per sostenere la prova d'esame è necessaria l'iscrizione tramite Almaesami, nel rispetto inderogabile delle scadenze previste. Si invita a cancellarsi se non interessati a sostenere la prova d'esame, altrimenti non si potrà sostenere l'esame nell'appello seguente. La cancellazione deve essere fatta prima della chiusura della lista.

Per sostenere l’esame bisogna portare i documenti richiesti per la Ricerca bibliografica effettuata e il certificato inerente la frequentazione e il superamento del corso on-line 7.1 Brevetti e domanda di brevetto del Progetto TOX_OER (https://toxoer.com/). Tali prove assieme alla discussione della applicazione del metodo scientifico ad un caso/ricerca reale sarà propedeutica al proseguimento dell’esame orale.

Il criterio di valutazione si basa sulla dimostrazione da parte dello studente di saper utilizzare ed applicare le conoscenze, le informazioni e gli strumenti culturali forniti dal corso, con controllo della Ricerca Bibliografica e discussione della relazione di laboratorio. La soglia di sufficienza dell'apprendimento è rappresentata in particolare dalla dimostrazione della comprensione critica e capacità di discussione degli argomenti del corso, oltre che la risoluzione di problemi numerici.

Il docente è disponibile per chiarimenti ulteriori e per verificare il livello di preparazione pre-esame tramite appuntamento.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, PC, collegamenti a Internet e You Tube.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Mara Mirasoli

Consulta il sito web di Stefano Girotti