CHIMICA ANALITICA PER I BENI CULTURALI E LABORATORIO - MOD. 1

L'insegnamento si inserisce tra le attività formative caratterizzanti del corso di laurea in Scienze e Tecnologie per i Beni Culturali, volte a fornire agli studenti conoscenze e comprensione dei principali metodi e tecniche di indagine scientifica per lo studio e la caratterizzazione dei materiali impiegati nei beni culturali, impiegando in modo appropriato le metodiche di trattamento dei dati sperimentali e il linguaggio tecnico-scientifico corrente.
L'insegnamento "Chimica Analitica per i Beni Culturali e Laboratorio" si articola in due moduli (definiti come Modulo 1 e Modulo 2), entrambi con lezioni teoriche e esercitazioni di laboratorio.
Gli obiettivi formativi dell'insegnamento includono:

1. Conoscere e comprendere i principi generali su cui si basano i metodi analitici classici e strumentali più comunemente impiegati nell'analisi, nella caratterizzazione e diagnostica dei materiali e manufatti nel campo dei beni culturali.
2. Sviluppare abilità e competenze per individuare ed applicare le più comuni tecniche analitiche classiche e strumentali all'indagine e caratterizzazione dei manufatti artistici, nonchè per interpretare i dati sperimentali raccolti.
3. 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.
4. Sviluppare senso critico che consenta agli studenti di valutare le potenzialità, i vantaggi e i limiti delle diverse tecniche analitiche studiate.
5. Sviluppare capacità nella valutazione e attendibilità di un dato analitico.

Gli obiettivi formativi specifici del modulo 1 dell’insegnamento sono:
1. fornire conoscenze dei principi teorici delle principali tecniche analitiche quantitative classiche comunemente impiegate nello studio e nella diagnostica dei beni culturali.
2. sviluppare e consolidare la capacità di risolvere problemi di: calcolo stechiometrico, concentrazioni e diluizioni, equilibri in soluzione, da applicare ad un determinato problema analitico.
3. introdurre gli studenti all'applicazione pratica delle metodologie analitiche quantitative di base studiate da un punto di vista teorico
4.sviluppare manualità, dimestichezza ed autonomia nel lavoro sperimentale di laboratorio, sia individualmente che in piccoli gruppi di lavoro;
5. sviluppare abilità nella raccolta ed elaborazione dei dati sperimentali, nella valutazione critica dei risultati sperimentali e delle potenzialità delle tecniche utilizzate, mediante anche la stesura di brevi relazioni scritte relative alle esercitazioni proposte.

Il raggiungimento di questi obiettivi permette agli studenti di sviluppare abilità e competenze per risolvere semplici quesiti analitico-diagnostici ed applicare le più comuni tecniche analitiche classiche e strumentali all'indagine e caratterizzazione dei manufatti artistici, nonchè per interpretare i dati sperimentali raccolti.

Risultati di apprendimento attesi riguardo il modulo 1

1. Conoscenza e comprensione
A) Conoscere i principi fondamentali dei metodi analitici volumetrici, potenziometrici e conduttometrici, le reazioni chimiche e le leggi su cui si basano.
B) Conoscere e comprendere la funzione e l’uso corretto delle apparecchiature volumetriche e di misura della massa, nonchè gli elementi che compongono le apparecchiature strumentali impiegate per realizzare le analisi volumetriche ed elettrochimiche in programma
C) Conoscere e comprendere i tipi di errore sperimentale e le figure di merito in chimica analitica, il concetto di calibrazione e i metodi di quantificazione nell’analisi strumentale, le principali procedure di acquisizione e di elaborazione dei dati sperimentali.
D) Conoscere e rispettare le regole di base di comportamento in laboratorio chimico e le norme di sicurezza e prevenzione del rischio in laboratorio.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
A) Saper utilizzare le leggi e i concetti appresi nel corso teorico per applicare opportunamente le tecniche analitiche classiche studiate alla risoluzione di un problema analitico.
B) Saper raccogliere i dati analitici sperimentali (da soli e/o in gruppo) ed applicare la teoria degli errori e l’analisi statistica per il loro corretto trattamento e valutazione.
C) Saper elaborare e valutare i risultati sperimentali finali in modo consistente, da rendere esplicita mediante scrittura di una relazione scientifica.
D) Saper lavorare sperimentalmente in modo sufficientemente autonomo e rispettando pienamente tutte le norme di sicurezza e prevenzione vigenti in laboratorio chimico.

3. Capacità di giudizio
Compatibilmente al grado di approfondimento della materia raggiunto durante l’insegnamento:
A) Saper confrontare l’efficacia delle diverse tecniche analitiche studiate, per scegliere la più opportuna da applicare ad un problema diagnostico specifico.
B) Saper valutare criticamente la consistenza dei risultati sperimentali ottenuti
C) Saper riconoscere eventuali errori tramite un’analisi critica del metodo applicato.
D) Saper valutare la correttezza di funzionamento delle apparecchiature volumetriche e della strumentazione utilizzata.
E) sviluppare capacità critica sulla pericolosità di alcune classi di composti chimici per la salute dell’uomo e dell’ambiente

4. Abilità comunicative
A) Comunicare le conoscenze apprese e il risultato della loro applicazione utilizzando un linguaggio appropriato, sia in ambito orale che scritto.
B) Saper interagire con con i compagni in modo costruttivo e rispettoso, sviluppando l'abilità di lavorare sperimentalmente in gruppo e assumendo con responsabilità il proprio ruolo nel team.

Avere raggiunto gli obiettivi formativi di: CHIMICA GENERALE E INORGANICA E LABORATORIO - mod 1 e 2, ISTITUZIONI DI MATEMATICA CON ESERCITAZIONI, FISICA.
E’ consigliato (ma non necessario) aver superato gli esami di tali insegnamenti.

In relazione agli obiettivi formativi e ai risultati di apprendimento attesi, l'insegnamento "Chimica Analitica per i Beni Culturali e Laboratorio - Modulo 1" è articolato in due parti: Teoria e Laboratorio.

PRIMA PARTE - TEORIA
1. Introduzione generale al corso, descrizione programma, modalità d’esame, bibliografia.
2. Introduzione alla chimica analitica e suo ruolo nel campo dei beni culturali; Classificazione dei metodi di analisi; Fasi di una tipica analisi quantitativa. La calibrazione. Richiami ad alcuni concetti basilari: unità di misura; calcolo di concentrazioni.
3. Valutazione dei dati sperimentali: gli errori in chimica analitica; accuratezza e precisione; applicazione della statistica al trattamento e alla valutazione dei dati; esempi di calcolo. Metodi di quantificazione nell’analisi strumentale. Sensibilità, limite di rivelabilità e di quantificazione.
4. Richiami di chimica delle soluzioni acquose: La composizione chimica delle soluzioni acquose, acidi e basi. L’equilibrio chimico. Risoluzione di problemi di equilibrio.
5. Metodi volumetrici di analisi: Aspetti generali delle titolazioni volumetriche, soluzioni standard, indicatori, determinazione punto finale, calcoli volumetrici. Curve di titolazione.
6. Titolazioni di neutralizzazione: le titolazioni acido-base, indicatori acido/base, gli errori di titolazione. Curve di titolazione: acido forte-base forte; acido debole-base forte; base debole-acido forte, acidi e basi polifunzionali. Applicazioni: titolazione del carbonato.
7. Titolazioni con formazione di complessi: reazioni di formazione dei complessi; titolazioni con EDTA. Applicazioni: determinazione di ioni Ca2+ e Mg2+ .
8. Titolazioni di precipitazione: Curve di titolazione. Titolazioni argentometriche; rivelazione del punto finale. Applicazioni: determinazione di ioni Cl-.
9. Introduzione ai metodi elettrochimici: Celle elettrochimiche, potenziali elettrodici, tipi di elettrodi.
10. Metodi di analisi elettrochimica: potenziometria e conduttometria. Potenziometria: principi fondamentali, strumentazione ed applicazioni; misura di pH; titolazioni potenziometriche. Conduttometria: principi fondamentali, strumentazione ed applicazioni; misura della conducibilità; titolazioni conduttometriche.

SECONDA PARTE – LABORATORIO
- ANALISI VOLUMETRICA (analisi quantitativa classica)
1. Uso delle bilance tecnica e analitica. Uso e taratura della vetreria volumetrica.
2. Uso di pHmetro e conduttimetro con applicazioni a misure di pH e conducibilità in campioni di acque naturali. Determinazione del pH di superfici cartacee.
3. Titolazioni acido base: acido debole - base forte con indicatore; titolazione conduttometrica: determinazione della concentrazione di un acido forte; Titolazione pHmetrica: determinazione dello ione carbonato
4. Titolazioni complessometriche. Determinazione volumetrica di Ca2+ + Mg2+ con EDTA. Determinazione di Ca2+ e Mg2+ in una campione di dolomite.
5. Titolazioni di precipitazione. Determinazione volumetrica dei cloruri: metodo di Fajans. Determinazione del cloruro rilasciato da un laterizio in contatto con una fase acquosa.

- 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., West D.M., Holler F.J., Fondamenti di Chimica Analitica, EdiSES, Napoli, 1998.
- Hage & Carr, Chimica Analitica e Analisi Quantitativa, Piccin, 2012
- Harris D.C., Chimica Analitica Quantitativa, 2 ed, Zanichelli, Bologna, 2005.

Per la parte esecutiva delle esercitazioni, i docenti forniranno dispense con le informazioni necessarie per la realizzazione di ogni esperienza e l'elaborazione del report corrispondente.

Testi di consultazione
- Campanella L., Casoli A., Colombini M.P., Marini Bettolo R., Matteini M. et al., Chimica per l'Arte, Zanichelli, Bologna, 2007
- Skoog D.A., Holler F.J., Crouch S.R., Chimica Analitica Strumentale, EdiSES, Napoli, 2009.
- Cozzi, Prearo, Ruaro , Analisi Chimica Strumentale, - Zanichelli , Bologna, 1997

La verifica dell'apprendimento delle attività didattiche svolte avviene mediante:
1. una prova scritta per la valutazione del raggiungimento degli obiettivi che riguardano la parte teorica; la prova consiste in una serie di domande relative agli aspetti teorici dei diversi metodi analitici trattati. Le domande proposte sono di diversi livelli: comprensione, applicazione, analisi, sintesi e valutazione critica. La durata della prova scritta è di 2 ore. Durante tale prova è consentito solo l’uso di una calcolatrice scientifica, mentre non è ammesso l’uso di appunti, libri, supporti elettronici.
2. valutazione delle attività di laboratorio: media aritmetica delle due seguenti componenti dell’attività sperimentale:
- voti delle relazioni riguardanti le esercitazioni di laboratorio (sia del modulo 1 che del 2); per la valutazione della parte di laboratorio, si richiede lo svolgimento di almeno l’80% delle esercitazioni programmate. Sono previste opportune sessioni aggiuntive di laboratorio per consentire eventuali recuperi.
- test di laboratorio individuale costituito da una serie di domande ed esercizi riguardanti specificatamente le esperienze eseguite in laboratorio in entrambi i moduli, per verificare soprattutto la comprensione del lavoro sperimentale svolto e dell’applicazione delle tecniche analitiche utilizzate.

La valutazione complessiva dell’insegnamento “Chimica Analitica e Laboratorio” è costituita dalla media aritmetica dei voti ottenuti nei moduli 1 e 2 e nella parte di laboratorio

Metodi Didattici Modulo 1:

Parte teorica: L'insegnamento si svolgerà attraverso lezioni frontali in presenza in aula (e, se prevista, con modalità didattica duale), in cui si presenteranno i principi teorici, con esempi di applicazioni e risoluzione di problemi.

Laboratorio: Gli studenti lavoreranno singolarmente, o in gruppi di 2, per eseguire le attività sperimentali di chimica analitica quantitativa programmate. Alla fine di ogni esperienza gli studenti devono presentare un breve report con l’elaborazione dei dati sperimentali e la discussione dei risultati ottenuti.

Nella piattaforma “moodle” di Ateneo sarà presente e scaricabile tutto il materiale didattico fornito: presentazioni proiettate in aula durante le lezioni, dispense di laboratorio, modelli per la preparazione dei report, materiale di approfondimento

LA STRUTTURA E I CONTENUTI DELL'INSEGNAMENTO POTRANNO SUBIRE VARIAZIONI , SULLA BASE DELLA SITUAZIONE SANITARIA DOVUTA ALL'EPIDEMIA DI COVID-19.

Accessibilità, Disabilità e Inclusione

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.

scritto

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale umano, salute, educazione" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile