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 in modo classico o tramite potenziometrica con particolare riguardo alla caratterizzazione di materiali di interesse industriale.. 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 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. Calibrazione e misura. Regressione lineare.

Acidi e basi in solventi acquosi. Teorie di Arrhenius, Brönsted 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.

Cenni su acidi e basi in solventi non acquosi. Proprietà acide e basiche dei solventi. Effetti del solvente nelle reazioni acido-base.

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, modi d'uso, calibrazione. 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. Introduzione ai metodi potenziometrici.

Esperienze di laboratorio

Preparazione di soluzioni.  Titolazioni acido-base: normalizzazione di soluzioni di HCl e NaOH; determinazione del titolo di soluzioni incognite. Titolazioni redox e complessometriche:  determinazione del titolo di soluzioni incognite.  Titolazioni seguite per via potenziometrica.

Esercitazioni

Oltre all'attività di Laboratorio  gli studenti dovranno elaborare il trattamento statistico dei dati ottenuti. Gli allievi sono tenuti a compilare, durante le esperienze, un quaderno di laboratorio che sarà utilizzato ai fini dell'accreditamento del corso.

 

Testi/Bibliografia

D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Fondamenti di Chimica Analitica. EdiSES, Napoli, 2005.

D.C. Harris, Chimica Analitica Quantitativa, Zanichelli, Bologna, 2005

G. Saini, E. Mentasti, Fondamenti di Chimica Analitica, UTET, Torino 1992.

J.C.Miller and J.N.Miller, Statistics for Analytical Chemistry, Ellis Horwood Ltd., Chichester, 1988.

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 perché quest'ultimo non solo incrementa la capacità di pensare, ma anche quella di agire autonomamente.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale. La valutazione è integrata con quella del Corso di Laboratorio di Chimica Analitica (unico voto). La prova orale ha lo scopo di accertare l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità previste dal programma di entrambi i corsi.  

Si privilegerà la capacità dello studente di affrontare in modo critico e metodologico  la risoluzione di un problema analitico. Saranno particolarmente apprezzati il raggiungimento da parte dello studente di una visione organica dei temi affrontati a lezione, congiunta alla loro utilizzazione critica a problemi reali, e la padronanza del linguaggio specifico della materia, mentre la conoscenza per lo più meccanica e/o mnemonica della materia sarà valutata negativamente.

 

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 Barbara Ballarin