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Insegnamento: Chimica Analitica I (Offerta Formativa a.a. 2016/2017)

Corso di studio: CHIMICA (D.M. 270/04)

CFU15
Moduli

Modulo: CHIMICA ANALITICA I
TAF: Caratterizzante; SSD: CHIM/01; Ambito: Discipline chimiche analitiche e ambientali
Docenti: Chiara ZANARDI, Laura PIGANI, Renato SEEBER

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Propedeuticità obbligatorie
Modalità di accertamento del profitto Orale
Modalità di valutazione Voto
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Lingua di insegnamento

Italiano

Partizionamento studenti

Nessun partizionamento

Obiettivi

Alcune parti del corso saranno formative agli effetti di acuire la capacità dello studente di cogliere concetti teorici complessi. Altre daranno conto dei risvolti applicativi di tali concetti, fornendo strumenti 'tecnici' da applicare nei modi più propri.

Prerequisiti

Equilibrio chimico. Acidi e basi. Solubilità di sali. Complessi metallici. Equilibri redox. Elementi di matematica e di fisica classica. Elementi di termodinamica e cinetica chimica. Calcoli stechiometrici.

Contenuti

Il dato sperimentale (analitico) - incertezza della misura.
Cifre significative e cifre decimali. L'incertezza dei dati attraverso le operazioni matematiche.
Errori : grossolani, sistematici, casuali. Accuratezza e precisione. Ripetibilità e riproducibilità.
Campione (finito) e popolazione. La distrubuzione normale
Variabile t di Student. Intervallo di fiducia.
Test di significatività. Outlier, test t, test F.
Regressione: curva di calibrazione e relativa statistica. Determinazione di dato incognito.
Limite di rilevabilità e di quantificazione, intervallo di linearità. Deviazione dalla linearità.
Generalità sulle reazioni di interesse in chimica analitica.
Acidi e basi - pH di soluzioni di acidi e basi forti e deboli.
Acidi e basi polifunzionali. pH di soluzioni tampone.
Titolazioni acido-base: potenziometriche (e con indicatore colorato), conduttimetriche, spettrofotometriche.
La conduttimetria. Celle e costanti di cella.
Interazione della radiazione elettromagnetica con la materia: trasmissione, assorbimento, scattering.
Le tecniche spettroscopiche.
Le diverse regioni dello spettro delle radiazioni eletromagnetico e le corrispondenti tecniche analitiche di assorbimento: componenti della strumentazione.
Lla legge di Lambert-Beer. Applicazioni e deviazioni dalla legge limite.
La spettroscopia UV-visibile.
L'assorbimento atomico - strumentazione.
Equilibri di precipitazione. Separazione per precipitazione frazionata.
Equilibri di complessazione.
Equilibri redox.
Equilibri simultanei: pH, solubilità, complessazione, redox.
Equilibri di ripartizione tra fasi: estrazione semplice e multipla.
Esperienze di laboratorio:
gravimetria; titolazioni acido-base; titolazioni pH-metriche; titolazioni argentometriche; titolazioni permanganatometriche; titolazioni iodometriche; titolazioni complessometriche; titolazioni conduttometriche; analisi spettrofotometriche.

Metodi didattici

L'insegnamento consiste in lezioni in aula ed esercitazioni di laboratorio. Le due parti sono coordinate, così da richiamare in ciascuno dei due contesti quanto illustrato nell'altro. Le esercitazioni sono precedute da lezioni in aula, che illustrano quanto specificatamente gli studenti si troveranno a fare il laboratorio. Nelle lezioni in aula il docente si appoggia a slide che sono state preventivamente fornite agli studenti, cosicché essi possano integrare il contenuto delle stesse mediante note personali, sulla base di quanto il docente illustra a voce. Sono anche consigliati testi sui quali cercare la migliore comprensione degli argomenti trattati, considerando la diversa formazione e visione personale di ciascun studente. Gli studenti sono molto spesso sollecitati ad interrompere la lezione con domande ed a recarsi presso lo studio del docente per incomprensioni che nascano in qualunque fase dell'apprendimento.

Verifica dell'apprendimento

La verifica consiste in: - prova scritta, basata su i) domande a quiz; 2. esercizi numerici. Mediante i quesiti vero/falso o che richiedono risposte molto secche/brevi si tende ad appurare la conoscenza della materia su di una gamma di argomenti la più vasta possibile, così da minimizzare il ruolo svolto dal 'caso', fattore implicito per un numero limitato di domande. Il superamento della prova scritta costituisce condizione necessaria per l'ammissione a: - prova orale, basata su domande che fanno per lo più riferimento ad errori commessi nella prova scritta; - valutazione del lavoro svolto dallo studente nel corso di ciascuna esercitazione; - discussione orale delle prove di laboratorio. Le varie prove possono essere sostenute in date diverse, purché compatibili con il carattere omogeneo del corso; la scelta è dello studente. Allo studente è offerta la possibilità di eseguire una prova parziale.

Risultati attesi

Conoscenza e comprensione. Viene spesso ricordato allo studente il pericolo di memorizzare espressioni matematiche complesse o che possono agevolmente essere ricavate da altre più semplici. Egli deve anche essere in grado di ritrovare, sul materiale didattico, trattazioni e formulazioni non di importanza primaria. Le espressioni matematiche devono essere comprese nel legame tra il fenomeno e la legge che lo regola. Alle verifiche, allo studente viene chiesta la capacità di compiere un tale esercizio. Capacità di applicare conoscenza e comprensione. E’ richiesta la capacità di collegare, matematicamente e fenomenologicamente, quanto si incontra in contesti diversi (es. diverse situazioni di equilibrio, interferenza dell'una con l'altra). Un ruolo fondamentale è svolto dal laboratorio: allo studente è richiesto di aver recepito questi diversi collegamenti. Autonomia di giudizio. E’ richiesta la capacità di scegliere l’approccio di 'problem solving' adatto, anche in presenza di situazioni che si discostino dagli study case illustrati durante il corso. Abilità comunicative. L'importanza della proprietà di linguaggio e della corretta terminologia scientifica è enfatizzata nel corso delle lezioni. La discussione orale deve anche verificare la capacità di comprensione, e le risposte vengono valutate anche per la correttezza (intesa nei più diversi aspetti, sia scientifici che linguistici) e nella chiarezza. Capacità di apprendimento. Le strade per arrivare alla comprensione dello studente di determinati fenomeni sono le più varie, a seconda della formazione e della predisposizione indibviduale. Perciò, le lezioni mirano ad esporre gli argomenti seguendo diversi approcci. Nella verifica viene lasciato alo studente di esprimersi secondo la propria forma mentis, purché l’esposizione sia corretta e recepibile da chi, un domani, dovesse interagire con lui in un ambiente di lavoro. All'apprendimento deve corrispondere la capacità di comunicazione.

Testi

D.A.Skoog, D.M.West, F.J.Holler, S.R.Crouch
Fondamenti di Chimica Analitica, II Edizione
EdiSES, Napoli, 2005
www.edises.it

J.N.Miller, J.C.Miller
Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry, 5th Edition
Pearson Education Limited, Harlow, UK, 2005
http://www.pearsoned.co.uk/HigherEducation/Booksby/Miller/
D. C. Harris, Chimica Analitica Quantitativa, Zanichelli
A.I. Vogel, Analisi Chimica Quantitativa, Casa Editrice Ambrosiana

Docenti

Chiara ZANARDI
Renato SEEBER
Laura PIGANI