66684 - CHIMICA ANALITICA CON LABORATORIO

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2017/2018

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.

Programma/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.

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

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 e modi d'uso. 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. Aspetti pratici delle tecniche gravimetriche. 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, di precipitazione 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. Inoltre gli allievi sono tenuti a compilare, durante le esperienze, un quaderno di laboratorio.

Testi/Bibliografia

D.C. Harris, Chimica Analitica Quantitativa, Zanichelli, Bologna, 2017.

V. Di Marco, D. Pastore , G.G. Bombi, Chimica Analitica, Trattazione algebrica e grafica degli equilibri chimici in soluzione acquosa,Edises, Napoli, 2015.

D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Fondamenti di Chimica Analitica. EdiSES, Napoli, 2015.

D.S. Hage, J.D. Carr, Chimica Analitica e Analisi Quantitativa, Piccin, Padova, 2012.

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 dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene  attraverso un esame scritto finale. La valutazione e' integrata con quella del Corso di  Laboratorio di Chimica Analitica (unico voto).

Il voto finale deriva dalla media pesata dell'esito della prova scritta (espresso  in trentesimi) con la valutazione complessiva dell'attività di Laboratorio che si basa anche su una prova pratica finale  (punteggio espresso in trentesimi).

La prova scritta e' composta da una sezione di "quesiti preliminari" (massimo 5  esercizi e/o quesiti a scelta multipla), inerenti le nozioni e le abilita'  di base ritenute  essenziali per la comprensione dei contenuti del corso (prerequisiti), 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" e' 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.

Non è ammesso l'uso di libri di testo e degli appunti (o delle slide) di lezione. È obbligatorio presentarsi muniti di una calcolatrice (non è ammessa quella disponibile su dispositivi tipo tablet o cellulari) e del necessario per tracciare diagrammi (matite, righello, squadra, gomma, temperamatita). Il materiale sul quale redigere le prove (fogli protocollo, carta millimetrata, ecc.) sarà reso disponibile dai docenti. La prova di esame, se superata, mantiene la sua validità per i due appelli successivi, a meno che lo studente  non si presenti in uno dei due appelli e consegni l'elaborato per la correzione.

 

 

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 Isacco Gualandi