00090 - CHIMICA ANALITICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede le nozioni fondamentali di chimica analitica e gli strumenti per poter valutare criticamente, anche per via statistica, i risultati ottenuti mediante le metodiche analitiche. Mediante attività esercitazionali a posto singolo: - approfondisce attraverso l'utilizzo delle principali tecniche analitiche la comprensione delle nozioni teoriche apprese; - acquisisce la manualità necessaria per potere operare in un laboratorio.

Contenuti

Premessa: Si presuppone che siano noti i fondamenti dei seguenti argomenti: Chimica generale: Reazioni chimiche, Classificazione delle reazioni chimiche, Reazioni di ossidoriduzione, Bilanciamento delle reazioni di ossidoriduzione, Soluzioni, Elettroliti e non-elettroliti, Solubilità, Processo di solubilizzazione, Attività e concentrazione, Concentrazione delle soluzioni, Definizione di acidi e basi, Sistemi acido-base in acqua, Autoprotolisi dell'acqua, Costanti acida e basica.
 
PARTE TEORICA.
Introduzione:
Finalità della Chimica Analitica
Il procedimento chimico-analitico e la strumentazione di base
Elaborazione statistica dei dati sperimentali:
Elementi di Chemiometria: Il calcolo e le cifre significative in relazione alla incertezza (strumentale). Principali espressioni della concentrazione.

Valore medio di una serie di dati.
Deviazione standard e deviazione standard relativa
Errori sistematici e casuali
Errore assoluto ed errore relativo
Distribuzione della probabilità: curva Gaussiana
Accuratezza e precisione
Come misurare la precisione e l'accuratezza.
Propagazione della imprecisione
Limite di rivelazione e limite di quantificazione
Sensibilità e sensibilità analitica
Taratura e Calibrazione
Standards e materiale di riferimento (certificato e non)
Metodo del diagramma (retta) di calibrazione
Test t di Student
Limiti (o intervalli) di attendibilità o di fiducia
Modi di esprimere il risultato dell'analisi
Confronto fra valore vero e media
Correlazione e regressione: cenni sul metodo dei minimi quadrati, coefficiente di correlazione
Analisi qualitativa e quantitativa, Scelta e convalida di un metodo analitico
Misure di Sicurezza nel laboratorio chimico
Analisi volumetrica:
Apparecchiature e tecniche dell'analisi volumetrica, taratura della vetreria
Preparazione di soluzioni standard
Standardizzazione di soluzioni
Calcoli nell'analisi volumetrica
Titolazione acido-base: Indicatori acido-base. Curva di titolazione di un acido forte monoprotico, di una base forte, di un acido monoprotico debole con una base forte e viceversa, di acidi diprotici o poliprotici con base forte e viceversa. Condizioni di titolazione e relativi errori

Titolazioni complessometriche. Principi e applicazioni. Titolazione con EDTA. Applicazione alla determinazione della durezza dell'acqua.

Spettrofotometria: Definizione di radiazione elettromagnetica. Interazione fra radiazione elettromagnetica e materia: assorbimento ed emissione, livelli energetici e transizioni. Aspetti qualitativi e quantitativi: spettri di assorbimento ed emissione; legge di Lambert-Beer.Spettroscopia di assorbimento molecolare (UV-Vis): principi e strumentazione.

 

PARTE ESERCITAZIONALE.
TARATURA: Taratura vetreria e pipette automatiche, espressione dei risultati (media e deviazione standard), scrittura di una relazione.
-Titolazione acido/base, applicazione ad acido forte e debole, e a un campione reale (aceto).
-Determinazione della durezza dell'acqua con metodo complessometrico
-Determinazione del glucosio in soluzione acquosa mediante metodo enzimatico end-point e spettrofotometria di assorbimento

Testi/Bibliografia

- Slide delle lezioni reperibili su Insegnamenti Online (virtuale.unibo.it - accesso con credenziali).

- Chimica Analitica: una Introduzione, D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, (EdiSES).

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

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

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

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

Metodi didattici

L'insegnamento si compone di 6 CFU, di cui 4 CFU di lezioni frontali (32 ore) e 2 CFU di laboratorio (24 ore). Nel corso delle lezioni frontali in cui verranno presentati e discussi gli argomenti del corso, con approfondimenti teorici ed esempi esplicativi. Le esercitazioni di laboratorio saranno illustrate durante le lezioni frontali. Le esercitazioni hanno lo scopo di consentire a ciascuno studente di poter acquisire la manualità necessaria e la conoscenza delle tecniche analitiche di base per poter operare in un laboratorio secondo principi di qualità e sicurezza. Lo studente elaborerà i risultati ottenuti in laboratorio facendo uso degli strumenti statistici appresi durante le lezioni, e presenterà una relazione scritta sulle esperienze di laboratorio.

“In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento di tutti gli studenti dei moduli 1 e 2 in modalità e-learning e la partecipazione al modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.”

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

NB: Le modalità di verifica dell'apprendimento potranno subire variazioni in caso si protraggano le misure di prevenzione della diffusione del COVID-19. Eventuali variazioni saranno comunicate tempestivamente dal docente.

 

Verifica delle conoscenze su tutto il programma svolto, mediante le seguenti prove:

• Prova parziale di stechiometria e statistica: prova scritta di 60 minuti su esercizi numerici per la risoluzione di problemi analitici. Il superamento della prova parziale esonera lo studente dallo svolgimento degli esercizi nella prova di esame finale, e può attribuire un punteggio aggiuntivo al voto finale.
• Relazioni di laboratorio: le relazioni sulle esercitazioni di laboratorio dovranno essere consegnate, secondo le modalità indicate sulle slide di presentazione dell'insegnamento, prima di sostenere la prova finale.
• Prova scritta finale: prova di 90 minuti comprendente tre domande aperte su tutti gli argomenti svolti a lezione e due esercizi numerici di stechiometria e statistica. Chi ha superato la prova parziale dovrà rispondere alle sole domande aperte, con 60 minuti di tempo.

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. Sarà in particolare accertata la conoscenza dei seguenti argomenti: - Generalità del processo chimico analitico e modalità di applicazione alla soluzione di problemi reali - Principi dell'equilibrio chimico nella chimica analitica - Metodi di titolazione volumetrica - Metodi spettrofotometrici. La soglia di sufficienza dell'apprendimento è rappresentata in particolare dalla dimostrazione della comprensione critica degli argomenti del corso. Il docente è disponibile per chiarimenti ulteriori e per verificare il livello di preparazione pre-esame.

 

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, lavagna elettronica, PC, laboratori con postazioni singole, attrezzatura e vetreria, spettrofotometri.

Eventuali lezioni a distanza si terranno sulla piattaforma Teams facendo uso degli strumenti del pacchetto Microsoft 365

Materiale didattico: il materiale didattico presentato a lezione verrà messo a disposizione dello studente in formato elettronico tramite internet. Tale materiale dovrebbe essere stampato e portato a lezione.

Per ottenere il materiale didattico: https://virtuale.unibo.it/

Accesso riservato agli studenti iscritti all'Università di Bologna.

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.unibo.it/docenti/andrea.zattoni

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Andrea Zattoni