CHIMICA ANALITICA

L’insegnamento si inserisce tra le attività formative caratterizzanti del Corso di Laurea Magistrale in Biotecnologie per l’ambiente e lo sviluppo sostenibile, volte a fornire allo studente la preparazione adeguata per individuare ed utilizzare le idonee metodologie analitiche per la caratterizzazione chimica delle matrici ambientali coinvolte nei processi e nei servizi finalizzati alla tutela ambientale e all’implementazione dell’utilizzo delle energie rinnovabili.
L'insegnamento è suddiviso in lezioni di teoria (svolte in aula) e lezioni di laboratorio anche in campo. Gli obiettivi formativi sono di seguito enumerati:
1. Fornire conoscenze su metodologie analitiche per la caratterizzazione chimica di matrici ambientali per composti ed elementi presenti sia ad alte concentrazioni che a livello di tracce ed ultratracce.
2. Fornire conoscenze su metodologie analitiche specifiche utilizzate per la caratterizzazione chimica in processi di trasformazione di materia e di energia.
3. Fornire conoscenze su tecniche di analisi mediante sensori e sonde multiparametriche.
4. Fornire conoscenze approfondite sugli aspetti teorici che stanno alla base delle diverse tecniche analitiche prese in considerazione, rafforzando, eventualmente, i contenuti di base già acquisiti nel ciclo di studio precedente.
5. Fornire conoscenze sugli apparati strumentali al fine di eseguire una misura sperimentale con l’accuratezza e la precisione richiesta.
6. Sviluppare capacità di individuare nuovi approcci chimico-analitici per la risoluzione di problematiche specifiche legate alla determinazione qualitativa e quantitativa di componenti in matrici ambientali nei processi di trasformazione di materia ed energia.
7. Sviluppare competenze per estrarre informazioni quali-quantitative da segnali strumentali ottenuti nelle diverse fasi del processo di trasformazione di materia ed energia.
8. Sviluppare competenze per ottenere informazioni chimico-analitiche con procedure veloci e “on line”.

Il corso si propone di fornire le basi conoscitive e metodologiche necessarie all’identificazione, all’utilizzo e alla messa a punto di metodologie analitiche per la caratterizzazione chimica di matrici ambientali coinvolte in processi di trasformazione di materia ed energia.
Lo studente acquisirà conoscenze e competenze chimico analitiche che includono:

Conoscenza e comprensione
- Conoscere i principi fondamentali e le terminologie delle metodologie chimico analitiche specifiche utilizzate nei processi di trasformazione di materia ed energia.
- Conoscere le tecniche di campionamento, pre-analitiche e di determinazione di compostoi organici, inorganici ed elementi presenti ad elevate concentrazioni e a livello di tracce e ultra-tracce nelle diverse matrici ambientali.
- Conoscere i principi di funzionamento delle strumentazioni analitiche avanzate.
- Conoscere i principi di funzionamento di elettrodi e sonde multiparametriche per analisi veloci e “on line”

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
- Saper comprendere e utilizzare correttamente la terminologia scientifica adatta alle metodologie analitiche utilizzate nei processi di trasformazione di materia ed energia. Saper utilizzare i principi fondamentali nell'individuare la tecnica analitica idonea alla determinazione quali-quantitativa di composti organici, inorganici ed elementi presenti ad alte concentrazioni e a livello di tracce e ultra-tracce in matrici ambientali.
- Saper individuare e utilizzare le procedure di campionamento, trattamento del campione e strumentazioni analitiche adatte alla determinazione quali-quantitativa di composti organici, inorganici ed elementi presenti ad alte concentrazioni e a livello di tracce e ultra-tracce in matrici ambientali.
- Saper individuare e utilizzare le strumentazioni analitiche che sfruttano elettrodi e sonde multiparametriche.

Capacità di giudizio
Sapere individuare e utilizzare le metodologie chimico analitiche idonee alla caratterizzazione chimica di matrici ambientali nei processi di trasformazione di materia ed energia.

Abilità comunicative
Saper comunicare oralmente e per scritto al pubblico sia generico che esperto con proprietà di linguaggio la scelta, l'utilizzo, il funzionamento e i risultati ottenuti dall'utilizzo di metodologie adatte alla determinazione quali-quantitativa di composti organici, inorganici ed elementi presenti ad alte concentrazioni e a livello di tracce e ultra-tracce in matrici ambientali nei processi di trasformazione di materia ed energia.

Capacità di apprendimento
Saper utilizzare il metodo scientifico come strumento di lavoro sia per la continuazione del percorso formativo con il terzo ciclo, sia per l'attività professionale. Saper individuare e utilizzare le metodologie analitiche idonee alla risoluzione dei quesiti proposti.

Conoscenze di base di chimica analitica

Il corso prende in considerazione le metodologie analitiche specifiche ed avanzate utilizzate per la caratterizzazione chimica delle matrici ambientali (acqua, sedimento, aria, suolo, biota ecc…) coinvolte nel processi di trasformazione di materia ed energia. Tale metodologie permettono la determinazione di inquinanti organici ed inorganici presenti sia ad elevate concentrazioni che a livello di tracce e ultra-tracce. Vengono esaminate le diverse fasi analitiche dal campionamento, al trattamento del campione e alla determinazione chimico analitica. Verranno inoltre esaminate metodologie di analisi veloci mediante elettrodi e sonde multiparametriche
Verranno esaminate e utilizzate:
- Tecniche di campionamento e trattamento di campioni biotici e abiotici per analiti sia ad elevate concentrazioni che a livelli di tracce e ultratracce
- Tecniche di caratterizzazione chimica per analiti presenti ad elevate concentrazioni (BOD, COD, Carbonio organico e inorganico, Composti del P, N, S).
- Spettrometria di massa sia a bassa che ad alta risoluzione.
- Gascromatografia accoppiata alla spettrometria di massa sia ad alta che a bassa risoluzione.
- Cromatografia liquida accoppiata alla spettrometria di massa sia a bassa che ad alta risoluzione (HPLC-MS/MS; IC/MS, LC-Orbitrap, LC-TOF)
- Spettrometria di massa inorganica sia a bassa che ad alta risoluzione (ICP-MS).
- Spettroscopia con sorgenti al plasma
- Tecniche di analisi mediante elettrodi e sonde multiparametriche

Presentazioni fornite dal docente.

Nell'esame orale verranno testate:
- le conoscenze teoriche sulle metodologie analitiche sia strumentali che pre-analitiche.
- Le conoscenze teoriche sull'uso della strumentazione analitica.
- Le conoscenze tecniche per risolvere problematiche analitiche specifiche per la caratterizzazione chimica di matrici ambientali coinvolte nei processi di trasformazione di materia e di energia.
Le domande sono di tipo chiuso e prevedono la descrizione dettagliata dei principi teorici e le modalità tecniche nella risoluzione di specifiche problematiche analitiche in casi di studio reali.

Il voto finale dell'insegnamento di Chimica Analitica di Processo ed Elaborazione Dati è composto dalla media aritmetica tra i voti conseguiti nei due diversi moduli.

Lezioni frontali e attività di laboratorio

Italiano

orale

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Cambiamento climatico e energia" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile