Chimica analitica: fondamenti

A.A. di erogazione 2019/2020
Insegnamento obbligatorio

Laurea triennale in CHIMICA E CHIMICA INDUSTRIALE
 (A.A. 2018/2019)
Anno di corso: 
2
Tipologia di insegnamento: 
Base
Settore disciplinare: 
CHIMICA ANALITICA (CHIM/01)
Crediti: 
7
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
48
Dettaglio ore: 
Lezione (48 ore)

Il corso si propone di fornire le conoscenze di base teoriche e pratiche dell'analisi chimica quantitativa. I risultati di apprendimento attesi in termini di conoscenze, comprendono:
a) Il processo analitico, dalla formulazione del problema all’espressione del risultato;
b) Le conoscenze teoriche per risolvere problemi complessi di equilibri in soluzione;
c) Tecniche volumetriche e gravimetriche e loro applicazione;
d) Le basi teoriche, le organizzazioni hardware e le principali applicazioni delle tecniche strumentali illustrate nel corso;
e) Il concetto di qualità in chimica analitica e i metodi per misurarla;
f) Caratteristiche dei metodi analitici.
Per quanto riguarda la capacità di applicare le conoscenze, lo studente dovrà (con riferimento alle tecniche analitiche studiate):
a) Essere in grado di eseguire semplici determinazioni seguendo una metodica scritta;
b) Saper affrontare problemi chimici di limitata difficoltà con un approccio analitico.

Conoscenza della chimica generale e della chimica organica di base; conoscenze di base di matematica e fisica. Il superamento degli esami di Fondamenti di Chimica Generale e di Complementi di Chimica Generale sono propedeutici all’esame di Chimica Analitica.

Introduzione: la chimica analitica, il suo ruolo nella ricerca e nella società (2 ore).
Il protocollo analitico: definizione del problema, scelta del metodo analitico, campionamento, trattamento del campione, analisi, espressione e valutazione dei risultati (4 ore).
Equilibri in soluzione: elettroliti ed effetto della loro presenza sugli equilibri ionici; forza ionica ed attività; trattamento sistematico degli equilibri complessi (6 ore).
Metodi gravimetrici (2 ore).
Metodi elettrochimici: potenziometria, conduttimetria e amperometria (4 ore).
Analisi volumetrica: generalità, teoria delle titolazioni di neutralizzazione, complessometriche, redox e per precipitazione; applicazioni delle analisi per titolazione (12 ore).
Analisi strumentale: caratteristiche dei metodi strumentali, rappresentazione a blocchi, segnale analitico e calibrazione (4 ore).
Spettroscopia di assorbimento UV-VIS e IR: aspetti teorici, configurazioni strumentali, applicazioni (8 ore).
Metodi cromatografici: aspetti teorici, meccanismi di separazione, applicazioni (4 ore).
Cromatografia liquida: configurazioni strumentali, fasi stazionarie, rilevatori, applicazioni (6 ore). La qualità in chimica analitica: controllo qualità, assicurazione di qualità, validazione, tracciabilità, materiali di riferimento e protocolli standard di analisi (4 ore).

Il modulo prevede l'erogazione di 56 ore di lezione in aula, corrispondenti a 7 CFU. Saranno effettuate attività di esercitazione individuali (somministrazione di test in aula tramite piattaforma e-learning) e di gruppo (risoluzione di semplici problemi analitici) per un totale di circa 6 ore. La seconda tipologia di esercitazione mira a stimolare le capacità degli studenti di applicare le conoscenze e rafforzare le abilità acquisite. Per ogni argomento del modulo saranno inoltre proposti e risolti in aula problemi numerici per permettere allo studente di consolidare e autovalutare le proprie conoscenze.

La verifica dell’apprendimento sarà effettuata secondo due modalità: prove in itinere (riservato agli studenti del secondo anno) e appelli d’esame.
Prove in itinere. Modalità d’esame riservata agli studenti del secondo anno, finalizzata a stimolare lo studio durante il corso e a facilitare lo studente dividendo in due parti gli argomenti d’esame. Si tratta di due prove a risposta multipla da 20 domande ciascuna della durata di 40 minuti ciascuna. La prima prova sarà effettuata a metà novembre e riguarderà il protocollo analitico, i metodi gravimetrici e volumetrici e la potenziometria. La seconda prova si svolgerà a metà gennaio e riguarderà la chimica analitica strumentale: i metodi spettroscopici, la spettroscopia UV-visibile e infrarossa, i metodi cromatografici, la cromatografia liquida ad alte prestazioni e la qualità in chimica analitica. In caso di superamento delle due prove parziali, l’esame orale non è obbligatorio.
Appelli d’esame. Modalità d’esame per tutti gli studenti. L’esame prevede un test a risposta multipla da 30 domande della durata di 45 minuti e una prova orale della durata di mezz’ora circa. La prova d’esame riguarda l’intero programma del corso.
Le prove scritte sono finalizzate alla valutazione sia delle conoscenze degli argomenti trattati durante il corso, sia della capacità di rielaborare queste conoscenze. La prova orale mira alla valutazione delle abilità acquisite ad esempio tramite la richiesta di risolvere un semplice problema analitico; inoltre sarà valutata l’acquisizione del corretto lessico specifico della materia.

Si consiglia il seguente libro di testo:
Daniel C. Harris, Chimica Analitica Quantitativa, Zanichelli 2017
Anche il libro di seguito indicato può risultare utile per la preparazione:
James F. Holler, Stanley R. Crouch, Fondamenti di Chimica Analitica, Edises 2015

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