ANALYTICAL METHODS AND APPLICATIONS WITH LABORATORY - 1

L’insegnamento ricade tra le attività formative caratterizzanti del corso di laurea magistrale in Conservation Science and Technology for Cultural Heritage. Il corso è diviso in due moduli. Obiettivo primario del modulo 1 è guidare lo studente alla comprensione ed all’uso dei metodi elettrochimici impiegati sia come metodi d'indagine chimico analitica sui beni culturali che come metodologie per lo studio dei processi corrosivi.
Il modulo 2 è volto a fornire le conoscenze analitiche per la diagnostica e la caratterizzazione di manufatti storico-artistici, archeologici e architettonici. Saranno approfondite le tecniche di analisi cromatografica e di spettrometria di massa (alta e bassa risoluzione) sia per composti organici che inorganici.
Da un lato verranno quindi fornite le conoscenze per un uso diagnostico dei metodi elettroanalitici cromatografici e di spettrometria di massa dei materiali usati nei beni culturali. Ulteriore obiettivo attinente ai beni culturali è introdurre lo studente all’applicazione dei metodi elettrochimici per la prevenzione dei fenomeni corrosivi e per il recupero di manufatti metallici degradati.

1. Conoscenza e comprensione
i) Conoscere le relazioni tra comportamento redox dei materiali usati nella produzione di beni culturali e metodi elettrochimici di analisi.
ii) Conoscere i principi dei processi elettrochimici alla base del fenomeno corrosivo.
iii) Capire come usare i metodi cromatografici e di spettrometria di massa per l’analisi dei materiali usati nei beni culturali.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
i) Capire le specificità ed il ruolo delle metodologie analitiche (elettroanalitiche, cromatografiche e di spettrometria di massa) per la diagnostica e la conservazione dei beni culturali.
ii) Saper impiegare i concetti appresi per prevedere quale metodo è il più adatto a prevenire la corrosione o restaurare un oggetto metallico che ha subito degrado di tipo corrosivo.
3. Capacità di giudizio
i) saper valutare comparativamente l’efficacia di diverse strategie di indagine per combinare le informazione ottenibili mediante analisi elettrochimiche, cromatografiche e di spettrometria di massa.
ii) sviluppare capacità critica nella valutazione delle prestazione dei metodi strumentali per lo studio e prevenzione del degrado dei beni culturali.
4. Abilità comunicative
i) Imparare ad utilizzare la correttamente la terminologia ed il linguaggio di interesse nel campo dell’elettrochimica e della corrosione.
ii) Perfezionare le capacità di comunicazione scritta presentando un report scritto sulle esperienze di laboratorio.
5. Capacità di apprendimento
i) capacità di acquisire gli elementi base sugli argomenti trattati dal docente a lezione ed attraverso le esperienze di laboratorio completando l’apprendimento attraverso la consultazione di fonti bibliografiche ed informatiche.

Lo studente deve avere familiarità con i concetti di base sia di Chimica Analitica classica e strumentale.

Modulo 1
Principi di elettrochimica. Potenziali e celle elettrochimiche. Corrente elettrica e polarizzazione di elettrodi. Metodi elettrochimici di analisi: potenziometria.
Metodi elettrochimici dinamici: voltammetria in soluzione e voltammetria di particelle solide. Analisi di pigmenti, metalli e leghe.
Corrosione e passivazione dei metalli. Corrosione di leghe. Condizioni di corrosione: diagrammi di Pourbaix e di Evans. Corrosione di bronzi archeologici. Tecniche di protezione adatte a manufatti storico-artistici. Anodi di sacrificio, film protettivi, inibitori di corrosione.
Modulo 2
Principi di cromatografia preparativa e analitica.
Cromatografia liquida e gas cromatografia
Principi di spettrometria di massa.
Spettrometria di massa a bassa e alta risoluzione
Tecniche ifenate cromatografia-spettrometria di massa.
Spettrometria di massa con sorgente al plasma accoppiata induttivamente.

Esperienze di laboratorio
Caratterizzazione elettrochimica e proprietà elettrocromiche di pigmenti. Pulitura galvanica ed elettrolitica di monete corrose. Valutazione dell’uso di inibitori di corrosione del rame e sue leghe.
Analisi cromatografiche di coloranti impiegati in opera d’arte mediante HPLC-DAD. Impiego della cromatografia ionica per l’analisi dei principali anioni e cationi. Confronto con i risultati ottenuti mediante analisi ICP-MS.

Appunti di lezione.
L. Campanella et al.: Chimica per l'arte. Zanichelli, 2007

La prova scritto è divisa in due parti, per la valutazione dell’apprendimento di ciascuno dei due moduli. Consiste in una serie di domande alle quali lo studente deve rispondere dimostrando di conoscere e saper esporre gli argomenti trattati dal corso.
Viene valutata la proprietà di linguaggio e l’acquisita capacità di individuare e valutare criticamente l’appropriatezza delle tecniche analitiche studiate e la loro applicazione ai beni culturali.

L’insegnamento è organizzato in lezioni frontali ed esercitazioni di laboratorio. L'apprendimento dei principi teorici alla base delle moderne tecniche elettrochimiche ed analitiche strumentali è integrato con esperienze di laboratorio dove vengono applicati di metodi di analisi trattate a lezione.
Nella piattaforma “Moodle” di Ateneo è presente e scaricabile il materiale didattico utilizzato dal docente per le lezioni.

Inglese

Lingua di insegnamento
Inglese

Sostenibilità
Viene posta attenzione sui vantaggi in termini di sostenibilità che l’uso di metodi elettrochimici consente ai fini della prevenzione della corrosione, preservando manufatti di grande pregio utilizzando tecniche a basso impatto ambientale, che riducono l’uso massivo di prodotti chimici.
Viene inoltre sottolineato come l’uso di metodi analitici avanzati consente di condurre le analisi riducendo significativamente le quantità sia di campione che di reagenti, con riflessi positivi sulla sostenibilità soprattutto riguardo alle problematiche legate alla produzione e smaltimento di sostanze chimiche per uso analitico.

scritto e orale