Obiettivi formativi
Il Corso si propone l’obiettivo di fornire allo studente, attraverso lezioni teoriche ed esercizi in classe, una solida preparazione di base sulle problematiche relative alla Chimica Analitica e gli opportuni strumenti operativi necessari per la determinazione qualitativa e/o quantitativa dei componenti presenti in un campione, con particolare attenzione alle problematiche dell’analisi di alimenti.
Dopo aver seguito le lezioni del Corso lo studente dovrebbe essere in grado di: a) conoscere e comprendere le nozioni fondamentali relative alla chimica analitica e alla chimica analitica strumentale; b) applicare con rigore metodologico le conoscenze acquisite alla gestione di un problema analitico in tutte le fasi del suo sviluppo, dalla scelta della tecnica idonea, alla valutazione della qualità del dato prodotto e alla sua elaborazione; c) essere in grado di gestire autonomamente un processo analitico evidenziando eventuali punti critici; d) esprimere le conoscenze acquisite, discutere le scelte fatte e presentare i risultati ottenuti mediante l’impego di una appropriata terminologia tecnica e) mettere in relazione le conoscenze acquisite nel Corso con gli argomenti trattati negli altri insegnamenti del Corso di Laurea, integrandole in un approccio multidisciplinare
Prerequisiti
Conoscenza dei concetti basilari di chimica generale e chimica organica.
Contenuti dell'insegnamento
Le lezioni del Corso sono articolate in due parti: 1° parte “Analitica” e 2° parte “Strumentale”
La parte “Analitica”è rivolta alla trattazione, sia per mezzo di lezioni frontali che tramite l’esecuzione di esercitazioni in aula guidate dal docentel, delle modalità di calcolo riguardanti: a) la preparazione di soluzioni sia a partire dall’analita puro, solido o liquido, che per diluizione di soluzioni concentrate b) lo studio di equilibri in fase acquosa (soluzioni di acidi, basi, sali, miscele di acidi e basi, soluzioni tampone) con particolare riferimento al calcolo del pH e alla percentuale di ionizzazione del soluto in funzione del pH c) la determinazione quantitativa mediante analisi volumetrica (titolazioni acido-base, ossidoriduzione, complessometriche e di precipitazione) con particolare attenzione alla applicazioni in ambito dell’analisi degli alimenti; scelta e utilizzo degli indicatori
La parte “Strumentale” del Corso, realizzata mediante lezioni frontali e l’ausilio di video, riguarda l’acquisizione di conoscenze relative ai principi teorici e alle applicazioni delle principali teniche di analisi strumentale (metodi spettrofotometrici e cromatografici). Particolare rilievo viene dato allo studio dei parametri di qualità del metodo analitico (limiti di rivelazione e di quantificazione, accuratezza, precisione, linearità, selettività)
Programma esteso
Modulo “analitica”
- Modi di esprimere la concentrazione di soluzioni: molarità, percentuale in peso e in volume, parti per milione e derivati. Preparazione di soluzioni standard. Diluizione. Conversioni fra i diversi modi di esprimere le concentrazioni. Esercizi.
- Definizione di acidi e di basi. Autoprotolisi e prodotto ionico dell’acqua. Calcolo del pH di soluzioni di acidi e di basi forti. Definizione di acidi e basi deboli. Costante di dissociazione. Calcolo del pH di soluzioni di acidi e di basi deboli. Acidi poliprotici. Calcolo del pH di acidi poliprotici. Esercizi.
- Curve di distribuzione delle specie all’equilibrio in funzione del pH. Percentuale di ionizzazione di molecole di interesse farmaceutico in funzione del pH. Indicatori acido-base. Esercizi.
- Calcolo del pH di soluzioni saline. Esercizi.
- Soluzioni tampone. Calcolo del pH di soluzioni tampone. Capacità tamponante. Esercizi.
- Principi di analisi volumetrica. Titolazioni acido-base. Titolazioni di ossidoriduzione. Titolazioni complessometriche. Titolazioni di precipitazione. Esercizi.
Modulo “strumentale”
- Introduzione ai metodi spettrofotometrici. Definizione di radiazione. Livelli energetici. Meccanismi di interazione fra radiazione e materia: assorbimento, emissione, fluorescenza. Spettrofotometro. Spettro Uv-Vis.
- Spettroscopia di assorbimento molecolare UV-Vis: principi e strumentazione. Transizioni elettroniche. Definizione di gruppi cromofori ed auxocromi. Effetto batocromico, effetto ipsocromico, effetto ipercromico ed effetto ipocromico. Applicazioni: analisi qualitativa e quantitativa.
- Spettroscopia di assorbimento molecolare IR: principi e strumentazione. Tipi di vibrazione. Identificazione di gruppi funzionali in molecole organiche.
- Introduzione ai metodi di analisi cromatografici. Principio della separazione cromatografica. Classificazione dei metodi cromatografici. Parametri che caratterizzano il picco cromatografico. Analisi qualitativa e quantitativa.
- Gascromatografia: principi e strumentazione.
- Cromatografia liquida: principi e strumentazione. Meccanismi: adsorbimento, ripartizione (fase diretta e fase inversa), scambio ionico, esclusione dimensionale. Tipi di colonne e di fasi stazionarie. Scelta della fase mobile. Rivelatori.
Bibliografia
Le slide delle lezioni sono presenti sulla pagina Elly del corso. Le slide rappresentano una traccia degli argomenti trattati, non sono esaustive. Le slide VANNO INTEGRATE con lo studio dei testi consigliati, i quali sono TUTTI presenti in biblioteca a disposizione per il prestito.
- P. Michelin Lausarot, G.A. Vaglio “Stechiometria per la chimica generale” Piccin
solo per la parte "analitica" Capitoli 7,13,14 e 16
- D.C. Harris “Chimica analitica quantitativa” Zanichelli
Per la parte di analitica paragrafi: 1.2;1.3;3.3;5.2;6.5;6.6;6.7;7.1;7.2;9 (tutto);11.1;11.2;11.3;11.6;11.8;12.1;12.2;12.7;16.4;16.5;16.6;16.7.
Per la parte di analisi strumentale paragrafi 18 (tutto); 20.1;20.2;20.3;23 (tutto);24 (tutto); 25 (tutto)
- D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch “Fondamenti di chimica analitica” EdiSES solo per la parte strumentale: capitolo 24; capitolo 32; capitolo 33
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni in aula
Modalità verifica apprendimento
- Parte “Analitica”: l’esame scritto della durata di due ore e mezza verte sugli argomenti trattati nella parte analitica del corso (preparazione di soluzioni, calcolo pH, percentuale di ionizzazione, analisi volumetrica). E’ consentito l’uso della calcolatrice. Sulla pagina Elly del Corso sono presenti gli svolgimenti delle prove d’esame degli anni precedenti. Ad ogni esercizio viene assegnato un punteggio; il punteggio complessivo è di 32. Il voto minimo per il superamento dell’esame è 18.
- Parte “Strumentale”: quiz a risposte multiple sugli argomenti dell’intero corso compresa la parte teorica di “Analitica”. Il quiz è strutturato in 32 domande. I criteri di valutazione sono: risposta giusta +1; risposta sbagliata -0.5; risposta non data 0. Il voto minimo per il superamento dell’esame è 18. Il quiz si svolge in aula informatica per cui è necessario procedure prima dell’esame alla registrazione su LabInfo seguendo le modalità descritte nella pagina Elly del Corso. Durata 2 ore. Non è consentito l’uso della calcolatrice. Sulla pagina Elly del Corso sono presenti quiz di prova.
Il voto finale viene calcolato come media dei due voti opportunamente arrotondata
Altre informazioni
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