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. 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. Aspetti pratici delle tecniche gravimetriche. 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. Analisi chimica qualitativa: riconoscimento di anioni e cationi.  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 alle esercitazioni in laboratorio gli studenti dovranno svolgere il trattamento statistico dei dati ottenuti dalle misure sperimentali. 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

La verifica dell'apprendimento avviene  attraverso un esame scritto finale. La valutazione è integrata con quella del Corso di Laboratorio di Chimica Analitica (unico voto). La prova è composta da una sezione di "quesiti preliminari" (massimo 10 esercizi e quesiti a scelta multipla), inerenti le nozioni e le abilità di base ritenute  essenziali per la comprensione dei contenuti del corso, e una sezione di "quesiti a risposta aperta", inerenti la conoscenza e la comprensione degli argomenti e dei contenuti del corso teorico e di Laboratorio. Il superamento della sezione dei "quesiti preliminari" è indispensabile per il superamento della prova di esame. Si ritiene superata la sezione preliminare se si raggiunge il 70% del punteggio complessivo di tale sezione. La durata della prova finale è di circa ore 3.30.

Le prova di esame, se superata,  mantiene la sua validità per le sessioni previste per l'anno accademico in cui si è svolto il corso.

 

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 Sergio Zappoli