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

Importante: l'insegnamento, come meglio descritto nella sezione "Metodi didattici", comprende attività di laboratorio a frequenza obbligatoria. Durante le lezioni frontali saranno illustrate le esercitazioni di laboratorio e le relative norme di sicurezza.  Per questo motivo è necessaria la frequenza di almeno il 70% delle lezioni frontali. Chi non riuscisse a garantire tale frequenza deve contattare il docente prima dell'inizio delle lezioni, in modo da concordare le modalità di preparazione al laboratorio. In mancanza di una adeguata preparazione non sarà possibile frequentare i laboratori.

Prerequisiti: 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.
CHIMICA ANALITICA - GENERALITA'
Il processo analitico (passaggi comuni dell'analisi chimica)
Definizione di soluzione standard, soluzione standard del bianco, materiali standard di riferimento

STATISTICA
Classi di errori sperimentali
Origine degli errori sperimentali
Correzione dell'errore sistematico
Accuratezza e precisione (definizione e parametri utili a valutarle)
Parametri statistici per l'elaborazione dei dati replicati (s, CV%, E assoluto, Er%, s della media)
Test Student-t
Intervallo di fiducia

TITOLAZIONI
Equivalenza chimica: punto equivalente, punto finale, espressione dell'equivalenza chimica
Titolazioni di neutralizzazione: reazione di titolazione e soluzioni standard
Indicatori acido base: uso e proprietà
Durezza dell'acqua: definizioni, unità di misura, classificazione
Determinazione complessometrica della durezza dell'acqua
EDTA: proprietà chimiche e uso come titolante
Indicatori complessometrici: uso e proprietà del NET

SPETTROFOTOMETRIA
Legge di Lambert-Beer: definizioni e uso per l'analisi quantitativa
Assorbanza e trasmittanza
Misure di assorbanza: scelta della lunghezza d'onda, deviazione dalla linearità
Strumentazione per spettrofotometria: sorgenti, selettori di lunghezza d'onda, portacampione, rivelatori, materiali per l'ottica
Spettrofotometri a raggio singolo e doppio

STECHIOMETRIA
Definizioni di massa molare, concentrazione molare, concentrazione percentuale (%w/w, %v/v, %w/v)
Relazione fra molarità di una soluzione, massa e moli del soluto, massa molare e volume della soluzione.
Equazione per la diluizione di soluzioni
Applicazione dell’equazione dell’equivalenza chimica

MODULO DI LABORATORIO

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 Quantitativa, Daniel C. Harris (Zanichelli Editore).

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

- Il laboratorio di Chimica Analitica, Marco Grotti (EdiSES)

Metodi didattici

L'insegnamento si compone di 6 CFU, di cui 4 CFU di lezioni frontali (32 ore) e 2 CFU di laboratorio con frequenza obbligatoria (24 ore, organizzate di norma in due giornate intere giornate da 4 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 da parte di tutti gli studenti (compresi tutti gli studenti internazionali incoming, es. ERASMUS) dei moduli 1 e 2 in modalità e-learning [https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio] 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 ("studiare"--"formazione obbligatoria su sicurezza e salute").

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

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.

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