CHIMICA ANALITICA STRUMENTALE E LABORATORIO - MOD.1

L’insegnamento di Chimica Analitica Strumentale si inserisce tra le attività formative caratterizzanti del 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, lezioni di teoria ed esercitazioni di laboratorio. 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 manualità, dimestichezza e autonomia nell’affrontare problemi analitici strumentali sperimentali, sia da soli sia in piccoli gruppi di lavoro.
7. Sviluppare capacità di applicare un metodo analitico in coerenza con protocolli già definiti e/o stabiliti da precise norme di legge.
8. Sviluppare abilità nella raccolta, organizzazione ed elaborazione dei dati sperimentale e capacità di presentarli in forma scritta e/o grafica, utilizzando l’appropriato linguaggio scientifico.
9. Sviluppare competenze per interpretare e valutare criticamente i risultati sperimentali e verificare la loro congruenza con le leggi teoriche che sono alla base delle tecniche impiegate

1. Conoscenza e comprensione
A) Conoscenza e comprensione dei principi fondamentali delle tecniche analitiche spettroscopiche, cromatografiche ed elettrochimiche, 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, cromatografiche ed elettrochimiche.
C) Conoscere le principali caratteristiche del processo di acquisizione e di elaborazione dei dati sperimentali.

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 uno specifico problema analitico.
B) Capacità di comprensione degli aspetti strumentali e il loro collegamento con la base teorica di un metodo analitico strumentale.
C) Capacità di raccogliere i dati sperimentali (da soli e/o in gruppo) e di elaborare i risultati in modo consistente nei risultati finali, da rendere esplicita mediante scrittura di una relazione scientifica.
D) 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 eseguire una valutazione critica dei risultati sperimentali riconoscendo eventuali errori e quindi proporre metodi alternativi.
C) Capacità di valutare la consistenza logica di funzionamento degli strumenti.
D) Capacità di riconoscere eventuali errori tramite un’analisi critica del metodo applicato.

4. Abilità comunicative
A) Comunicare le conoscenze apprese e il risultato della loro applicazione utilizzando un linguaggio appropriato, sia in ambito orale sia scritto.
B) Sviluppare l'abilità di lavorare in gruppo, interagendo con i compagni in modo rispettoso e costruttivo, assumendo con responsabilità il proprio ruolo nel team e rispettando pienamente tutte le norme di sicurezza e prevenzione vigenti in laboratorio chimico.
C) Saper descrivere, sia in forma scritta che orale, le diverse parti che compongono strumenti tipo relativamente alle tecniche analitiche considerate.

5. Capacità di apprendimento
A) Sviluppare la capacità di prendere appunti identificando in modo autonomo gli aspetti salienti delle tecniche e metodi analitici basati sulle diverse tecniche analitiche strumentali considerate.

Avere raggiunto gli obiettivi formativi di: istituzioni di matematica 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 nel modulo di teoria sono:
1. Introduzione generale ai metodi analitici strumentali. Principi di amplificazione e misura dei segnali. Segnale e rumore. Prestazioni analitiche di un metodo analitico. Calibrazione.
2. Introduzione ai metodi spettrofotometrici. Radiazione elettromagnetica e relativa classificazione delle tecniche analitiche. Aspetti qualitativi e quantitativi delle misure spettroscopiche.
3. Spettroscopia molecolare: Introduzione alla spettrofotometria di assorbimento e di emissione molecolare nell'ultravioletto, nel visibile. Spettroscopia di assorbimento nella regione dell’infrarosso. Componenti della strumentazione. Applicazioni in analisi qualitative e quantitative.
4. Spettroscopia atomica in assorbimento, emissione e fluorescenza nella regione del visibile e dell’Ultravioletto. Componenti della strumentazione. Applicazioni in analisi qualitative e quantitative.
5. Introduzione alla chimica elettroanalitica. Celle elettrochimiche, potenziale di cella. Tipi di metodi elettroanalitici.
6. Potenziometria: principi generali. Legge di Nernst. Elettrodi di riferimento, indicatori metallici e di membrana. Strumenti per la misura del potenziale di cella. Applicazioni in analisi qualitative e quantitative.
7. Tecniche elettrochimiche: elettrogravimetria, coulombometria, titolazioni amperometriche e metodo di Karl Fisher
8. Introduzioni ai metodi analitici separativi. Metodi di estrazione con solvente. Costante e coefficiente di ripartizione. Teoria di estrazione a singolo stadio e in controcorrente.
Metodi cromatografici ed estrazione con solventi. Principi teorici della separazione cromatografica e relativa classificazione dei diversi metodi. Analisi qualitativa e quantitativa.
9. Gas-Cromatografia: componenti della strumentazione; effetto della temperatura sulla eluizione degli analiti; rivelatori a conducibilità termica, a ionizzazione di fiamma, a cattura elettronica, spettrometria di massa; metodi di derivatizzazione; applicazioni in analisi qualitative e quantitative.
10. Cromatografia liquida ad elevate prestazioni (HPLC): componenti della strumentazione; fasi mobili ed eluizioni isocratiche e a gradiente; cromatografia a fase normale (o diretta) e a fase inversa; cromatografia a scambio ionico; cromatografia di esclusione molecolare; pompe; rivelatori fotometrici e spettrofotometrici, a indice di rifrazione, conduttometrici, amperometrici; analisi qualitativa e quantitativa.

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.
- R. Kellner, J.M. Mermet, M. Otto, H. M. Widmer, Chimica Analitica, Edises
- 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).

La verifica dell'apprendimento riguardante la parte teorica dell'insegnamento di Chimica analitica strumentale si effettua tramite un esame scritto ed uno orale.
L'esame scritto consisterà in una serie di domande a crocette volte a testare le conoscenze di base di ogni tecnica e peserà per 1/3 sulla valutazione finale del voto di teoria. Potrà accedere all’esame orale solo chi avrà ottenuto la sufficienza nel test scritto.
L’esame orale consisterà in una serie di domande aperte che riguarderanno gli aspetti teorici e applicativi delle diverse tecniche analitiche trattate nelle lezioni. Le domande proposte saranno di diversi livelli: comprensione, applicazione, analisi, sintesi e valutazione critica. Lo studente dovrà esporre con un linguaggio formalmente e scientificamente corretto i vari argomenti, dimostrando contestualmente di aver compreso il legame esistente tra i diversi aspetti trattati, nonché le loro differenze. In dipendenza della capacità di esporre gli argomenti richiesti, l’esame orale avrà una durata che varia tra 45 a 60 minuti. La valutazione dell’esame orale peserà per 2/3 sul voto della parte di teoria.
Il voto finale dell'insegnamento di Chimica Analitica Strumentale e laboratorio è composto per il 60% dal voto della parte di teoria e per il restante 40% dal voto di laboratorio.

L'insegnamento si svolgerà attraverso lezioni frontali in cui i fondamenti teorici riguardanti le diverse tecniche analitiche strumentali saranno presentati e discussi basandosi su schemi e foto proiettate con presentazione in power point. Il materiale proiettato a lezione verrà fornito in anticpo attraverso la piattaforma moodle.

Italiano

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

orale