Vai al contenuto principale
Oggetto:
Oggetto:

CHIMICA ANALITICA CON LABORATORIO

Oggetto:

Anno accademico 2013/2014

Codice dell'attività didattica
MFN1166
Docenti
Prof. Claudio Minero (Titolare del corso)
Prof. Valter Maurino (Titolare del corso)
Prof. Paola Calza (Titolare del corso)
Dott. Debora Fabbri (Titolare del corso)
Prof. Davide Vione (Titolare del corso)
Corso di studi
Chimica e Tecnologie Chimiche
Anno
2° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
12
SSD dell'attività didattica
CHIM/01 - chimica analitica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Lezioni frontali facoltative; laboratorio obbligatorio
Tipologia d'esame
Scritto
Modalità d'esame
La valutazione finale consiste nella media della valutazione di due esami scritti e della relazione di laboratorio. Il primo esame scritto è composto da otto problemi numerici e grafici sul calcolo degli equilibri, il secondo è composto da quattro problemi numerici sulle titolazioni e metodi strumentali di analisi e quattro domande a risposta aperta sulle titolazioni e metodi strumentali di analisi, atti a valutare sia la comprensione degli argomenti svolti che le capacità di “problem solving” sviluppate dagli allievi.
Il terzo elemento di valutazione consiste nella relazione redatta dagli studenti sul lavoro svolto durante le esercitazioni (accuratezza dei risultati analitici ottenuti, correttezza delle interpretazioni teoriche fornite e dell’elaborazione dei dati sperimentali al fine di ottenere le grandezze analitiche richieste). Questa ultima valutazione sarà effettuata principalmente in itinere in modo da rendere possibile allo studente di recuperare e correggere eventuali risultati negativi, anche attraverso la valutazione critica degli stessi. Mediante la discussione delle relazioni, lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito la padronanza dei concetti e dei metodi appresi ed utilizzati durante le esercitazioni.
Prerequisiti
Fondamenti di calcolo differenziale
Conoscenze di base di chimica inorganica
Conoscenze di base di chimica organica
Conoscenze di base di cinetica chimica e termodinamica, concetto di attività e soluzione diluita ideale
Onde elettromagnetiche, potenziale elettrico, corrente, legge di Ohm
Concetti di base di statistica e teoria delle probabilità
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

L’allievo dovrà essere in grado di impostare, per soluzioni di elettroliti in cui sono presenti uno o più equilibri, i calcoli di base concernenti le speciazione ed i coefficienti di attività delle specie (calcolo del pH, E, specie presenti in soluzione) a partire dai dati relativi ai bilanci di massa dei componenti e/o da alcune proprietà delle soluzioni facilmente accessibili sperimentalmente (pH, E); saper eseguire calcoli di speciazione in sistemi multicomponente in presenza di equilibri multipli, calcolare e  interpretare la distribuzione delle specie e i diagrammi di stabilità; descrivere ed interpretare correttamente dal punto di vista teorico le metodologie chimico analitiche classiche nonché individuare i loro campi di applicazione; descrivere ciò che avviene, anche dal punto di vista numerico–quantitativo, durante un’analisi volumetrica (evoluzione delle grandezze coinvolte nella titolazione: pH, pM, potenziale redox, posizione del punto di equivalenza, sistema indicatore adatto, errore di titolazione etc); conoscere principi teorici ed applicazioni della strumentazione di base chimico–analitica (spettrofotometria, conduttometria, potenziometria); conoscere e saper utilizzare le metodologie per il trattamento statistico dei dati, la stima dei misurandi e i loro intervalli fiduciari, saper valutare precisione ed accuratezza della metodologia analitica, eseguire test di ipotesi e decisioni statistiche, saper eseguire la calibrazione dei metodi analitici comparativi. L’allievo dovrà inoltre essere in grado di: utilizzare correttamente la strumentazione di base del laboratorio chimico–analitico (bilance analitiche, strumentazione volumetrica, spettrofotometrica, conduttometrica e potenziometrica); scegliere ed applicare correttamente la metodologia analitica classica o strumentale di base per il campionamento, la preparazione del campione e l’analisi chimica di campioni reali, nonché di effettuare il trattamento statistico dei dati analitici, valutandone accuratezza, precisione e intervalli fiduciari; effettuare la calibrazione di metodiche analitiche comparative; scegliere la corretta metodica analitica sia per ciò che riguarda il dosaggio dei componenti principali, dei componenti minoritari e in traccia, in base alla tipologia della matrice e del componente da dosare.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Il corso si propone di fornire: (i) la preparazione teorica e le abilità di “problem solving” relative alla termodinamica delle soluzioni ed in particolare agli equilibri in soluzioni di elettroliti, anche in sistemi multifasici; (ii) le competenze riguardanti i calcoli di speciazione in presenza di equilibri multipli e la determinazione sperimentale di costanti di equilibrio; (iii) competenze riguardanti gli aspetti teorici delle metodologie di analisi chimica classiche (metodi volumetrici: titolazioni acido-base, complessometria, titolazioni redox) e delle metodologie strumentali di base (spettrofotometria, conduttometria, potenziometria, celle elettrochimiche, elettrodi di misura e di riferimento, elettrodi ione selettivi); (iv) una preparazione professionalizzante pratico/sperimentale in laboratorio riguardante l’utilizzo della strumentazione di base del laboratorio chimico–analitico, con competenze nella scelta e nell’applicazione delle metodologie analitiche di base, delle principali tecniche di analisi chimica classiche (volumetria) e strumentali di base (spettrofotometria, potenziometria, conduttometria).

Oggetto:

Programma

Argomento

Ore

Lez.

Ore

Esercit.

Ore Lab.

Totale Ore di Car. Didattico

Fondamenti di Termodinamica delle soluzioni di elettroliti

3

1

 

5

Equilibri acido-base, distribuzione specie, diagrammi log

8

4

 

12

Equilibri di complessazione, equilibri concorrenti

5

2

 

7

Equilibri in sistemi multifasici ed aperti

3

1

 

4

Equilibri di precipitazione

3

2

 

5

Equilibri di ossido-riduzione, diagrammi di stabilità

4

2

 

6

Metodi conduttometrici in chimica analitica

3

 

 

3

Metodi potenziometrici di analisi, elettrodi di riferimento e di misura, elettrodi ione selettivi

4

 

 

4

Spettrofotometria: strumentazione e applicazioni

5

 

 

5

Introduzione ai metodi volumetrici di analisi, standard primari e secondari

1

 

 

1

Titolazioni acido–base e indicatori, punto finale

4

 

 

4

Titolazioni complessometriche

3

 

 

3

Titolazioni redox

3

 

 

3

Determinazione di costanti di equilibrio

1

 

 

1

Metodi statistici nella chimica analitica

6

 

 

6

Calibrazione e utilizzo della vetreria volumetrica e della bilancia analitica

 

 

4

4

Titolazioni acido–base: dosaggio di sostanze acide e basiche

 

 

12

12

Titolazione di complessazione: dosaggio di metalli, durezza delle acque

 

 

12

12

Titolazioni redox: dosaggio di ossidanti o riducenti (acqua ossigenata, ossigeno disciolto, manganese negli acciai)

 

 

12

12

Metodi conduttometrici nella chimica analitica

 

 

4

4

Potenziometria con elettrodi ione–selettivi: misura del pH e dosaggio di ioni metallici

 

 

4

4

Determinazioni colorimetriche

 

 

4

4

Analisi di campioni gassosi

 

 

2

2

Determinazione di costanti di equilibrio mediante metodi potenziometrici e spettrofotometrici

 

 

6

6

Sistemi di titolazione automatica

 

 

4

4

Totale

56

12

64

132

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

I testi base consigliati per il corso sono:
1) Dispense preparate dal docente;
2) Henry Freiser, Quintus Fernando, Gli equilibri ionici nella chimica analitica / traduzione di G. Bombi. - Padova : Piccin, c1972. - XIV, 366 p. ; 25 cm
3) D.C. Harris, Chimica Analitica Quantitativa, Zanichelli;
4) Kellner - Mermet - Otto – Widmer Chimica Analitica Edises (Testo conforme al Curriculum di Chimica Analitica consigliato dalla Federazione Europea delle Società Chimiche, copre tutta la chimica analitica dalla classica alla strumentale, include anche l’applicazione dei metodi statistici alla chimica analitica e la chemometria di base);
5) G.H.Jeffery, J. Basset et al Vogel’s Textbook of Quantitative Chemical Analysis, Longman (è un ottimo manuale contenente la descrizione delle procedure sperimentali più importanti della chimica analitica classica e strumentale di base)

E’ consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:
Wilson & Wilson Comprehensive Analytical Chemistry, Elsevier
Treatise on Analytical Chemistry, McGraw–Hill, seconda edizione.
Entrambe le opere sono disponibili presso la Biblioteca “G.Ponzio” del Dipartimento di Chimica

Infine sono di seguito indicati siti internet di interesse:
http://elchem.kaist.ac.kr/vt/index.htm    Enciclopedia della chimica analitica on–line, breve introduzione alle metodologie della chimica analitica.
http://ull.chemistry.uakron.edu/analytical/index.html Chimica analitica all’Università di Akron, curato da J.K.Hardy, completo ed interessante.
http://science.widener.edu/svb/stats/stats.html  statistica per la chimica analitica, Widener University.
http://www.liv.ac.uk/Chemistry/Links/refanal.html, una serie di link a siti web contenenti materiale di interesse
http://www.iupac.org/publications/analytical_compendium/, edizione on–line del “compendium of analytical nomenclature” della IUPAC
http://onsager.bd.psu.edu/~spudich/Quant.html, questo sito fornisce links a pagine web contenenti materiale interessante per la chimica analitica



Oggetto:
Ultimo aggiornamento: 01/07/2014 14:43
Location: https://chimicaetecnologie.campusnet.unito.it/robots.html
Non cliccare qui!