00090 - CHIMICA ANALITICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente - acquisisce le nozioni di Chimica analitica necessarie per la comprensione dei principi di base delle varie tecniche analitiche classiche e strumentali; - acquisisce la capacità di selezionare la tecnica più adatta alla soluzione di un dato quesito analitico; - sa sviluppare una metodica analitica in tutte le sue fasi; - possiede gli strumenti necessari per valutare le prestazioni di una procedura analitica e la qualità del risultato di un'analisi; - è in grado di utilizzare il linguaggio specifico proprio della Chimica analitica per descrivere e commentare un metodo analitico e riportarne in modo corretto e privo di ambiguità il risultato; - è in grado di aggiornare le proprie conoscenze attraverso la consultazione delle pubblicazioni scientifiche nell'ambito delle discipline chimico-analitiche.

Contenuti

- Elaborazione statistica dei dati sperimentali (10 ore): errori nell'analisi chimica, trattamento statistico dell'errore, test di significatività, propagazione dell'errore e cifre significative, espressione del risultato di un'analisi in accordo con l'errore, curve di calibrazione, calibrazione esterna, calibrazione interna, aggiunte standard, metodo dei minimi quadrati, caratteristiche di una metodica analitica (accuratezza, precisione, specificità e selettività, intervallo di linearità, LOD, LOQ, robustezza).

- Equilibri in soluzione (6 ore): trattamento sistematico dell'equilibrio, equazione del bilancio di massa, equazione del bilancio di carica, risoluzione di equilibri multipli con il metodo sistematico, attività e concentrazione, coefficiente di attività, forza ionica, equazione di Debye-Huckel, prodotto di solubilità, effetto dello ione comune, effetto della formazione di complessi, effetto del pH, separazioni per precipitazione.

- Analisi gravimetrica (4 ore): precipitazione e caratteristiche di un precipitato, precipitazione omogenea, impurezze nei precipitati, digestione, riprecipitazione, mascheramento, lavaggio, essiccamento e calcinazione, calcoli applicati all'analisi gravimetrica.

- Analisi volumetrica (4 ore): curve di titolazione, punto finale e punto equivalente, indicatori e tecniche strumentali per la determinazione del punto equivalente, calcoli applicati all'analisi volumetrica.

- Titolazioni di precipitazione (4 ore): caratteristiche e costruzione delle curve di titolazione.

- Titolazioni acido-base (8 ore): acidi e basi, calcolo del pH (acidi e basi forti e deboli, soluzioni tampone, specie anfiprotiche, acidi e basi poliprotici), caratteristiche e costruzione delle curve di titolazione di acidi e basi monoprotici e poliprotici.

- Titolazioni di complessazione (4 ore): EDTA, effetto del pH sulla complessazione, costante di formazione e costante di formazione condizionale, caratteristiche e costruzione delle curve di titolazione.

- Titolazioni di ossidoriduzione (4 ore): reagenti ossidanti e riducenti, caratteristiche e costruzione delle curve di titolazione.

- Metodi di analisi elettrochimici (4 ore): celle elettrochimiche, potenziali elettrodici, potenziale di giunzione, elettrodi di riferimento, analisi potenziometrica, elettrodi ionoselettivi, elettrodo a vetro, errori ed uso dell'elettrodo a vetro, elettrodi a vetro combinati e per altri cationi, elettrodi ionoselettivi, celle sensibili ai gas, cenni su altri metodi di analisi elettrochimici.

- Metodi di analisi spettroscopici (8 ore): 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, spettri in derivata, strumentazione per spettrofotometria (sorgenti, filtri e monocromatori, celle per il campione, rivelatori, configurazioni strumentali), fluorescenza, spettri di emissione ed eccitazione, analisi quantitativa, derivatizzazione di analiti per analisi in fluorescenza.

- Metodi di analisi cromatografici (8 ore): principi della separazione cromatografica, parametri della separazione cromatografica e fattori che la influenzano, cromatografia planare e su colonna. Gascromatografia: principi, colonne e fasi stazionarie per gascromatografia, strumenti e rivelatori, applicazioni. Cromatografia liquida: principi e meccanismi di separazione, colonne e fasi stazionarie per cromatografia liquida, eluizione isocratica ed in gradiente, strumenti e rivelatori.

Testi/Bibliografia

- Slide PowerPoint delle lezioni reperibili su "Insegnamenti online" (http://iol.unibo.it/, accesso con credenziali riservato agli studenti iscritti all'Università di Bologna).

- Fondamenti di Chimica Analitica di Skoog e West - J.F. Holler, S.R. Crouch - 3° Ed. (EdiSES, 2015).

- Chimica Analitica Quantitativa - D.C Harris - 3° Ed. (Zanichelli, 2017).

- Chimica Analitica e Analisi Quantitativa - D.S. Hage, J.D. Carr - 1° Ed (Piccin, 2015).

- Chimica Analitica. Una Introduzione - D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler - 1° Ed (EdiSES, 1996).

- Elementi di Chimica Analitica – D.C. Harris – 1° Ed (Zanichelli, 1999).

Metodi didattici

Il corso è organizzato in lezioni frontali (tenute mediante presentazioni PowerPoint), nelle quali verranno presentati e discussi gli argomenti del corso. Verranno inoltre svolti esercizi numerici relativi agli argomenti affrontati allo scopo di approfondire i concetti teorici trattati nel corso, applicare le conoscenze acquisite e mostrare esempi di analisi chimiche. Alla fine del corso, alcune lezioni saranno dedicate allo svolgimento di esercizi analoghi a quelli proposti nell’esame finale.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Verifica delle conoscenze su tutto il programma svolto a lezione mediante le seguenti prove.

- Esercizio numerico scritto, consistente nella costruzione di una curva di titolazione (il superamento di questa prova è propedeutico al sostenimento dell’esame orale).

- Esame orale sugli argomenti affrontati durante il corso, volto ad accertare l'acquisizione da parte dello studente delle conoscenze e delle abilità attese. In particolare, verranno valutate: conoscenza delle procedure di elaborazione e valutazione dei dati sperimentali per l’analisi chimica quantitativa, comprensione dei principi di base e delle procedure di applicazione delle principali tecniche analitiche classiche e strumentali, capacità di individuare la tecnica più adatta per la risoluzione di un determinato problema analitico. La valutazione sarà basata sulla dimostrazione della comprensione critica degli argomenti e della capacità di discuterli.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore. Il materiale didattico (presentazioni PowerPoint, testi degli esercizi numerici) verrà messo a disposizione dello studente in formato elettronico su Insegnamenti online (http://iol.unibo.it/, accesso con credenziali riservato agli studenti iscritti all'Università di Bologna). Tale materiale dovrebbe essere stampato e portato a lezione.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Massimo Guardigli