66684 - CHIMICA ANALITICA CON LABORATORIO

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente è in grado di comprendere i principi che definiscono la chimica analitica come "problem solving". Inoltre ha acquisito le necessarie conoscenze sugli equilibri simultanei in soluzione al fine di definire le condizioni ottimali per il decorso di una reazione. Ha maturato una discreta esperienza pratica che gli consente di effettuare determinazioni quantitative volumetriche, basate su reazioni acido-base, redox, complesso metriche e di precipitazione, in modo classico o tramite potenziometria, su campioni reali. E' in grado di individuare le metodologie più adeguate alla risoluzione di semplici problemi analitici e di presentare e valutare i dati sperimentali applicando procedure statistiche di base. Inoltre è in grado di comprendere una SOP e di redigere un certificato di analisi.

Contenuti

Fondamenti di statistica in Chimica Analitica. Qualità  di un dato analitico. Cifre significative. Sorgenti di incertezza. Errori nell'analisi chimica; propagazione dell'errore. Errori: grossolani, sistematici, casuali. Accuratezza e precisione. Metodi per riportare i dati analitici. Test di significatività: t di Student. Test di accuratezza. Test di precisione. Confronto di due campioni.

Acidi e basi in solventi acquosi. Teorie di Arrhenius, Bronsted e Lewis. Forza di acidi e basi. Acidi e basi polifunzionali. Soluzioni tampone e soluzioni di anfoliti. Trattamento sistematico degli equilibri chimici. Calcoli di pH. Titolazioni acido-base. Metodi per la valutazione del punto equivalente di una titolazione. Errore di titolazione.

Equilibri di precipitazione. Solubilità  e pH. Titolazioni di precipitazione.

Complessometria. Formazione di complessi e pH. Costanti condizionali e termodinamiche. Solubilità  e formazione di complessi. Titolazioni complessometriche. EDTA ed applicazioni analitiche. Interferenti e mascheramento.

Equilibri redox in fase omogenea. Celle elettrochimiche. Effetti del pH, degli equilibri di solubilità e della formazione di complessi sul potenziale redox. Stabilità dei sistemi redox in acqua. Diagrammi E/pH. Titolazioni redox.

Potenziometria: misure dirette ed indirette. Elettrodi indicatori e di riferimento. Elettrodi iono-selettivi. Titolazioni potenziometriche.

Applicazione di metodi analitici alla soluzione di problemi reali.

Corso di laboratorio:

Lezioni frontali

La registrazione del lavoro in laboratorio.  La vetreria volumetrica: caratteristiche e modi d'uso. Aspetti pratici delle titolazioni volumetriche: individuazione del punto di arresto per mezzo di indicatori e con metodi grafici e numerici. Standard primari. Trattamento degli errori. Aspetti pratici delle tecniche gravimetriche. Introduzione ai metodi potenziometrici.

Esperienze di laboratorio

Le esperienze di laboratorio potrebbero subire modifiche a seconda delle esigenze legate all'emergenza COVID e per adattarsi alle esigenze organizzative della nuova sede.

Le esperienze saranno strutturate in modo da richiedere una progettazione da parte degli studenti per la messa a punto delle metodiche analitiche più adatte allo studio di campioni reali. Gli argomenti trattati saranno: preparazione di soluzioni; analisi chimica qualitativa: riconoscimento di cationi; titolazioni acido-base, redox, di precipitazione e complessometriche condotte in modo tradizionale e per via potenziometrica. Applicazioni per determinare la concentrazione di analiti in soluzioni incognite e in campioni reali.

 

Esercitazioni

Oltre alle esercitazioni in laboratorio gli studenti dovranno eseguire il trattamento statistico dei dati ottenuti dalle misure sperimentali, compilando un report, che sarà oggetto di valutazione. Inoltre gli allievi sono tenuti a compilare, durante le esperienze, un quaderno di laboratorio.

Testi/Bibliografia

D.C. Harris, Chimica Analitica Quantitativa, Zanichelli, Bologna, 2017.

V. Di Marco, D. Pastore , G.G. Bombi, Chimica Analitica, Trattazione algebrica e grafica degli equilibri chimici in soluzione acquosa,Edises, Napoli, 2015.

D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Fondamenti di Chimica Analitica. EdiSES, Napoli, 2015.

D.S. Hage, J.D. Carr, Chimica Analitica e Analisi Quantitativa, Piccin, Padova, 2012.

Metodi didattici

Lezioni in aula, integrate da attività  esercitazionali sugli argomenti svolti. E' incoraggiato lo studio individuale sui libri di testo e la discussione in aula sugli argomenti trattati. Il Corso è integrato con quello di laboratorio di chimica analitica. Teoria e lavoro sperimentale devono necessariamente coesistere perchè quest'ultimo non solo incrementa la capacità  di pensare, ma anche quella di agire autonomamente.

 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso un esame scritto finale. La valutazione e' integrata con quella del Corso di Laboratorio di Chimica Analitica (unico voto). 

Il voto finale deriva dalla media pesata dell'esito della prova scritta con la valutazione complessiva dell'attività di Laboratorio che si può basare anche su una prova pratica finale.  

La prova scritta e' composta da due sezioni che si svolgono in genere in due giorni distinti: la prima consiste in "quesiti preliminari"  inerenti  le abilità  di base ritenute  essenziali per il superamento del corso,  la seconda  consiste di "quesiti a risposta aperta" inerenti la conoscenza approfondita ed avanzata  dei contenuti del corso teorico e di Laboratorio.

Il superamento della prova dei "quesiti preliminari"  e' indispensabile per poter accedere alla seconda prova di esame. Si ritiene superata la sezione preliminare se si raggiunge un punteggio minimo di 15/20. La prova preliminare, se superata permette di accedere alla seconda prova da sostenersi anche nell'appello successivo. La seconda prova attribuisce 13 punti e il voto complessivo delle prove scritte si ottiene dalla somma dei punteggi (max 33/30).

Non è ammesso l'uso di libri di testo e degli appunti (o delle slide) di lezione. Non sono ammessi i cellulari durante le prove di esame. È obbligatorio presentarsi muniti di una calcolatrice (non è ammessa quella disponibile su dispositivi tipo tablet o cellulari) e del necessario per tracciare diagrammi (matite, righello, squadra, gomma, temperamatita). Il materiale sul quale redigere le prove (fogli protocollo, carta millimetrata, ecc.) sarà reso disponibile dai docenti.

 

 

Strumenti a supporto della didattica

Le attività  didattiche si avvalgono di supporti quali proiezioni di trasparenze e videoproiezione. Laboratori chimici, software di elaborazione dati, manuale delle esperienze.

Il materiale didattico presentato è disponibile per gli studenti. Attività  di supporto sperimentali sono assicurate dal corso integrato di laboratorio.

 

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Domenica Tonelli

Consulta il sito web di Isacco Gualandi