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, confronto fra medie, confronto per campioni appaiati.
Test di Dixon (o Q-test)
Correlazione e regressione: 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

- Lucidi delle lezioni reperibili su AMS Campus (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 ciascun 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.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Verifica delle conoscenze su tutto il programma svolto. 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, con controllo e discussione dell'elaborato del quaderno di laboratorio.  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 e capacità di discussione 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 alla lezione.

Per ottenere il materiale didattico: http://campus.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