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: 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 acquosa: 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: 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: coppie coniugate acido-base, soluzioni tampone,  teoria delle titolazioni di neutralizzazione, curve di titolazione acido-base, composizione delle soluzioni tampone in funzione del pH, acidi e basi polifunzionali, calcolo di pH di soluzioni di sali anfiprotici, curve di titolazione per acidi e basi polifunzionali, curve di titolazione per specie anfiprotiche, titolazioni di precipitazione, curve di titolazione, titolazioni con EDTA, titolazioni redox, curve di titolazione redox, reagenti ossidanti e riducenti, calcoli applicati all'analisi volumetrica.

- Metodi di analisi elettrochimici: reazioni di ossidoriduzione, celle elettrochimiche, potenziali elettrodici, potenziale di giunzione, elettrodi di riferimento, 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, celle sensibili ai gas, cenni su altri metodi di analisi elettrochimici.

- Metodi di analisi spettroscopici: 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: 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

Skoog, West, Holler, Crouch - Fondamenti di chimica analitica - 3° Ed - EdiSES (2015);  Harris - Chimica analitica quantitativa - 3° Ed - Zanichelli (2017); Hage, Carr - Chimica analitica e analisi quantitativa - 1° Ed - Piccin (2012).

Metodi didattici

Il corso è organizzato in lezioni frontali nelle quali verranno illustrati i principi teorici alla base delle tecniche di analisi quantitativa e delle loro applicazioni. Verranno inoltre svolti esercizi numerici relativi a problemi analitici allo scopo di approfondire i concetti teorici trattati nel corso, applicare le conoscenze acquisite e mostrare esempi pratici di analisi chimiche.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso l'esame finale, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite una prova orale che può comprendere lo svolgimento di semplici esercizi numerici. L'esame ha lo scopo di valutare il raggiungimento dei seguenti obiettivi didattici: - conoscenza delle procedure di elaborazione e valutazione dei dati sperimentali; - conoscenza dei principali equilibri chimici in soluzione e capacità di risolvere problemi che li coinvolgono; - conoscenza dei principi di base e delle procedure delle più importanti tecniche analitiche classiche e strumentali; - capacità di stabilire la tecnica più adatta per la risoluzione di un determinato problema analitico.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni si svolgono mediante presentazioni PowerPoint ed esempi numerici. Il materiale didattico presentato a lezione e le tracce degli esercizi svolti verranno messi a disposizione dello studente in formato elettronico presso il sito apposito della Università di Bologna.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Massimo Guardigli