CHIMICA ANALITICA STRUMENTALE

L’insegnamento di Chimica Analitica Strumentale si inserisce tra le attività formativedel corso di laurea triennale di Chimica e Tecnologie Sostenibili, volte a fornire allo studente la preparazione adeguata per affrontare un problema chimico nelle sue varie articolazioni e con l'uso appropriato del linguaggio tecnico-scientifico corrente.

L'insegnamento si articola in due moduli (definiti Modulo 1 e Modulo 2) di teoria. Entrambi i moduli hanno obiettivi formativi comuni di seguito enumerati:

1. Fornire conoscenze dei principi generali su cui si basano le tecniche analitiche strumentali più comunemente impiegate nei laboratori di analisi chimica.
2. Fornire le conoscenze sul funzionamento della strumentazione e sulla modalità di lettura dei responsi ottenuti dai diversi tipi di strumenti e la loro correlazione con gli aspetti teorici trattati.
3. Sviluppare senso critico che consenta agli studenti di valutare le potenzialità, i vantaggi e i limiti delle diverse tecniche analitiche strumentali studiate.
4. Introdurre gli studenti alla consapevole valutazione del ruolo dei metodi analitici strumentali nello specifico settore del controllo di qualità.
5. Sviluppare capacità nella valutazione e attendibilità di un dato analitico.
6. Sviluppare abilità di applicare un approccio sperimentale adeguato all'indagine scientifica.
I risultati attesi sono definiti in funzione dei diversi contenuti dei due moduli in cui si articola l'insegnamento di Chimica Analitica Strumentale.

1. Conoscenza e comprensione
A) Conoscenza e comprensione dei principi fondamentali delle tecniche analitiche spettroscopiche, elettrochimiche e di separazione, delle leggi su cui si basano e delle equazioni che le esprimono.
B) Conoscenza e comprensione degli elementi che compongono gli strumenti con i quali si realizzano le tecniche analitiche spettroscopiche, elettrochimiche, cromatografiche e di spettrometria di massa.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
A) Capacità di utilizzare le leggi e i concetti appresi per la scelta delle tecniche analitiche strumentali per la risoluzione di un problema analitico.
B) Capacità di comprensione degli aspetti strumentali e il loro collegamento con la base teorica di un metodo analitico strumentale.

3. Capacità di giudizio
A) Capacità di esprimere un giudizio sull'applicazione di una determinata tecnica in uno specifico contesto.
B) Capacità di valutare la consistenza logica di funzionamento degli strumenti.

4. Abilità comunicative
Comunicare le conoscenze apprese e il risultato della loro applicazione utilizzando un linguaggio appropriato, sia in ambito orale sia scritto.

Avere raggiunto gli obiettivi formativi di: istituzioni di matematica con esercitazioni – 1 e 2, Fisica 2, Chimica analitica, Chimica generale e inorganica, possibilmente (ma non necessariamente) avendo superato gli esami di tali insegnamenti.

Per il raggiungimento degli obiettivi formativi e dei risultati di apprendimento attesi, i contenuti sviluppati nei moduli 1 e 2 sono:
Introduzione generale ai metodi analitici strumentali. Principi di amplificazione e misura dei segnali. Segnale e rumore. Limite di rivelabilità. Standardizzazione, calibrazione, intervallo dinamico, sensibilità e selettività.
Introduzione ai metodi spettrofotometrici. Radiazione elettromagnetica. Aspetti quantitativi delle misure spettroscopiche. Strumentazione per la spettroscopia ottica.
Introduzione alla spettroscopia atomica. Spettroscopia di assorbimento, emissione e fluorescenza atomica. Tecniche di atomizzazione del campione.
Spettroscopia molecolare: Introduzione alla spettrofotometria di assorbimento molecolare nell'ultravioletto e nel visibile. Componenti della strumentazione. Applicazione della spettroscopia molecolare UV-vis. Analisi quantitativa.
Introduzione alla chimica elettroanalitica. Celle elettrochimiche, potenziale di cella. Tipi di metodi elettroanalitici.
Potenziometria: principi generali. Legge di Nernst. Elettrodi di riferimento, indicatori metallici e di membrana. Strumenti per la misura del potenziale di cella.
Voltammetria: principi generali. Segnali di eccitazione e strumentazione. Cronoamperometria - equazione di Cottrell. Voltammetria ciclica - equazione di Randles-Sevcik. Applicazioni della voltammetria.
Classificazione dei metodi separativi.
Metodi di estrazione con solvente. Costante e coefficiente di ripartizione. Teoria di estrazione a singolo stadio e in controcorrente.
Classificazione dei metodi cromatografici.
Principi teorici della Cromatografia. Coefficiente di distribuzione; cromatografia lineare; tempo di ritenzione e tempo morto; fattore di capacità (o fattore di ritenzione); selettività; efficienza e numero di piatti teorici. Teoria del piatto teorico; teoria cinetica e fattori che influiscono sull’allargamento del picco cromatografico; equazione di van Deemter. Risoluzione e sua relazione con i parametri cromatografici.
Gas-Cromatografia. Classificazione: GLC e GSC.
GLC: Colonne cromatografiche; supporti per la fase stazionaria; fasi stazionarie e loro scelta; fasi mobili e loro caratteristiche. Effetto della temperatura sulla eluizione degli analiti.
Sistemi di iniezione: iniettori a siringa e split-splitless.
Rivelatori: conducibilità termica; ionizzazione di fiamma; cattura elettronica. Metodi di derivatizzazione.
Cromatografia liquida ad elevate prestazioni (HPLC): Aspetti generali della tecnica.
Cromatografia di adsorbimento: tipi di fasi stazionarie e fasi mobili; meccanismo di eluizione forza solvente.
Cromatografia di ripartizione: eluizioni a fase normale (o diretta) fase a inversa. Colonne a fasi legate e modalità di preparazione. Scelta della fase stazionaria e fase mobile; indice di polarità. Cromatografia a fase inversa e teoria solvofobica. Cromatografia a coppia ionica.
Cromatografia a scambio ionico: coefficiente di selettività; scala di selettività; cromatografia a scambio ionico con soppressione.
Cromatografia di esclusione molecolare.
Sistemi di iniezioni. Pompe. Rivelatori: fotometrici e spettrofotometrici; a indice di rifrazione; conduttometrici.
Cenni di Spettrometria di Massa: Sorgenti di ioni: impatto elettronico; ionizzazione chimica. Analizzatori di massa a: tempo di volo; deflessione magnetica a singola e doppia focalizzazione; quadrupolo. Rivelatori di ioni. Risoluzione e spettri di massa. Esempi di spettri e modalità di rappresentazione

Come supporto allo studio, sono accettabili i vari testi di Chimica analitica strumentale a livello universitario. Comunque si suggerisce uno dei seguenti testi:

-Holler F.J., Skoog D.A., Crouch S.R., Chimica Analitica Strumentale, EdiSES, Napoli, 2009.
-Skoog D.A., West D.M., Holler F.J., Crough S.R., Fondamenti di Chimica Analitica, EdiSES, Napoli, III ed. (2015), op. II Ed.(2005).
- Skoog D.A. , Leary J.J, Chimica Analitica Strumentale, EdiSES, Napoli, 2000.
- Harris D.C., Chimica Analitica Quantitativa, seconda edizione, Zanichelli, Bologna, 2005.
- Rubinson K.A., Rubinson J.F., Chimica Analitica Strumentale, Zanichelli, Bologna, 2002.

La verifica dell'apprendimento riguardante la parte teorica dell'insegnamento di Chimica analitica strumentale, modulo 1, si effettua tramite un esame scritto o orale. L'esame consiste in una serie di domande aperte che riguardano gli aspetti teorici e applicativi delle diverse tecniche analitiche trattate nelle lezioni. Le domande proposte sono di diversi livelli: comprensione, applicazione, analisi, sintesi e valutazione critica.

Il voto finale dell'insegnamento di Chimica Analitica Strumentale è composto dalla media aritmetica tra:
- voto dell'esame scritto (o orale a seconda delle restrizioni sanitarie) del Modulo 1;
- voto dell'esame orale del Modulo 2

La diversa modalità di verifica dell’apprendimento riguardante la parte teorica dei due moduli di questo insegnamento, cioè scritta per il Modulo 1 e orale per il Modulo 2, è coerente con uno dei risultati attesi relativo allo sviluppo di abilità comunicative sia in forma scritta che orale.

L'insegnamento si svolgerà attraverso lezioni frontali (online) in cui i fondamenti teorici riguardanti le tecniche analitiche strumentali spettroscopiche ed elettrochimiche saranno presentati e discussi.

Lingua d'insegnamento: Italiano

Italiano

Altre informazioni
Accomodamenti e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento: Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di accomodamento disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessita di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA disabilita@unive.it

La struttura e il contenuto dell'insegnamento possono variare in funzione delle restrizioni della pandemia Covid 19.

scritto e orale

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale naturale e qualità dell'ambiente" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile