CHIMICA ANALITICA PER I BENI CULTURALI E LABORATORIO - MOD. 2

L'insegnamento Chimica Analitica per i Beni Culturali e Laboratorio 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 manufatti storico-artistici, architettonici ed archeologici, impiegando in modo appropriato le metodiche di trattamento dei dati sperimentali ed 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 ed 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 nella diagnostica dei materiali ed oggetti 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, nonché 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 ed i limiti delle diverse tecniche analitiche studiate.
5. Sviluppare capacità nella valutazione ed attendibilità di un dato analitico.

Gli obiettivi formativi specifici del modulo 2 dell’insegnamento sono:
1. Fornire agli studenti conoscenze dei principi teorici delle tecniche analitiche strumentali che si basano su spettroscopia, cromatografia e raggi X, più comunemente impiegate nello studio e nella diagnostica dei beni culturali.
2. Capacità di valutare le tecniche analitiche di tipo invasivo e/o non invasivo più adatte all'applicazione nello studio di un’opera d'arte.
3. Sviluppare manualità, dimestichezza e autonomia nell’affrontare sperimentalmente problemi analitici strumentali, sia da soli sia in piccoli gruppi di lavoro.
4. Sviluppare competenze per progettare un approccio sperimentale adeguato all'indagine scientifica e all'utilizzo della strumentazione analitica.
5. Sviluppare abilità nella raccolta, organizzazione ed elaborazione dei dati sperimentale per presentarli mediante una relazione stilata in un linguaggio scientifico adatto.
6. Sviluppare la competenza per interpretare e valutare criticamente i risultati sperimentali in accordo con i principi teorici che sono alla base delle tecniche impiegate.

Risultati di apprendimento attesi relativi al modulo 2:

1. Conoscenza e comprensione
A) Conoscere i principi fondamentali delle tecniche analitiche spettroscopiche e cromatografiche, le leggi su cui si basano e le equazioni che le esprimono.
B) Conoscenza e comprensione degli elementi che compongono gli strumenti con i quali si realizzano le analisi spettroscopiche e chromatografiche.
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 comprensione degli aspetti strumentali e il loro collegamento con la base teorica di un metodo analitico strumentale.
B) Capacità di utilizzare le leggi e i concetti appresi nel corso teorico per l'applicazione delle tecniche analitiche strumentali nella risoluzione di un problema analitico nel campo dei beni culturali.
C) Capacità di raccogliere i dati sperimentali (da soli e/o in gruppo) ed elaborarli in modo consistente nei risultati finali, resi espliciti mediante la redazione di una relazione scientifica.

3. Capacità di giudizio
A) Capacità di confrontare le diverse tecniche analitiche disponibili per la scelta di quella più opportuna per la soluzione di un problema specifico.
B) Capacità di eseguire una valutazione critica dei risultati sperimentali, riconoscendo eventuali errori e proponendo metodi alternativi.
C) Capacità di valutare la consistenza logica di funzionamento degli strumenti.
D) Saper riconoscere eventuali errori tramite un’analisi critica del metodo applicato.

4. Abilità communicative
A) Comunicare le conoscenze apprese ed 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.

Avere raggiunto gli obiettivi formativi di chimica generale ed inorganica e laboratorio - mod 1 e 2, istituzioni di matematica con esercitazioni, fisica, e possibilmente (ma non necessariamente) avendo superato gli esami di tali insegnamenti.

In relazione agli obiettivi formativi ed ai risultati di apprendimento attesi, l'insegnamento Chimica Analitica per i Beni Culturali e Laboratorio è articolato in tre parti.

PRIMA PARTE – teoria
1. Introduzione alle tecniche analitiche strumentali.
2. Tecniche analitiche spettroscopiche - spettrofotometria atomica. Introduzione ai metodi spettrofotometrici. Spettroscopia atomica. Spettrometria di assorbimento, emissione atomica. Spettrometria di massa atomica. Laser ablation ICP-MS. Componenti della strumentazione. Applicazioni nel campo dei beni culturali.
3. Tecniche analitiche spettroscopiche - spettrofotometria molecolare. Introduzione alla spettrofotometria di assorbimento molecolare nell'ultravioletto e nel visibile. Spettrofotometria di riflettanza molecolare nel visibile. Componenti della strumentazione. Spettrofotometria infrarossa. Spettroscopia Raman. Applicazioni nel campo dei beni culturali.
4. Tecniche analitiche basate sui raggi X. Principi fondamentali. Fluorescenza ai raggi X. Diffrazione di raggi X. Applicazioni nel campo dei beni culturali.
5. Introduzione alle separazioni cromatografiche. Presentazione generale dei metodi cromatografici. Ottimizzazione delle prestazione di una colonna cromatografica.
6. Gascromatografia (GC). Principi e strumentazione. Colonne e fasi stazionarie per la gascromatografia. Applicazioni nel campo dei beni culturali.
7. Cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC). Efficienza della colonna. Strumentazione per HPLC. Diverse tecniche di cromatografia liquida. Cromatografia ionica. Cromatografia su strato sottile. Applicazioni nel campo dei beni culturali.

SECONDA PARTE – laboratorio
Esperienze di spettroscopia atomica: misure in emissione con atomizzazione al plasma con microonde.
Esperienze di spettroscopia molecolare UV-vis.
Esperienze di cromatografia: gascromatografia e cromatografia ionica.

TERZA PARTE – esercitazione
Elaborazione di un progetto virtuale per l'analisi scientifica di un opera d'arte.

- 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., Holler F.J., Crouch S.R., Chimica Analitica Strumentale, EdiSES, Napoli, 2009.
- B. Stuart, Analytical Techniques in Material Conservation, Wiley, 2007.
- Cardinali M., De Ruggieri M. B., Falcucci C., Diagnostica artistica. Tracce materiali per la storia dell'arte e per la conservazione, Palombi Editori, 2007.
- P. Vandenabeele, Analytical Archaeometry, Howell Edwards, RSC Books 2011.
- G. Artioli, Scientific Methods and Cultural Heritage - An introduction to the application of materials science to archaeometry and conservation science, Oxford University Press, 2010.

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

La verifica dell'apprendimento delle attività didattiche relative all'insegnamento di Chimica Analitica per i Beni Culturali e Laboratorio, modulo 2 è articolata nelle seguenti parti:
- una prova orale per la valutazione degli obiettivi della parte teorica, che consiste di una serie di domande relative agli aspetti teorici delle diverse tecniche analitiche trattate. Le domande proposte saranno di diversi livelli: comprensione, applicazione, analisi, sintesi e valutazione critica. Peso: 70% del voto del modulo 2.
- valutazione della esercitazione tramite presentazione power point e discussione del progetto. Peso: 30% del voto del modulo 2.

Valutazione delle attività di laboratorio: media aritmetica delle seguenti componenti:
- voti delle relazioni riguardanti le esercitazioni di laboratorio (sia del modulo 1 che del 2); per la valutazione della parte di laboratorio, si richiede la realizzazione di almeno il 80% delle esercitazioni programmate. Sono previste opportune sessioni aggiuntive di laboratorio per consentire eventuali recuperi.
- test di laboratorio costituito da una serie di domande direttamente legate alle esperienze eseguite in entrambi i moduli, soprattutto riguardanti comprensione del lavoro svolto e dell'applicazione delle tecniche analitiche studiate nel laboratorio.

La valutazione globale dell'insegnamento Chimica Analitica per i Beni Culturali e Laboratorio è calcolata come la media aritmetica dei voti ottenuti nel modulo 1, nel modulo 2 e nel laboratorio.

Parte teorica: L'insegnamento si svolgerà attraverso lezioni frontali in cui si presenteranno e discuteranno i principi riguardanti le tecniche analitiche strumentali.

Laboratorio - modulo 2: Gli studenti saranno divisi in piccoli gruppi di lavoro per eseguire le attività sperimentali di chimica analitica strumentale programmate. Alla fine di ogni esperienza gli studenti devono presentare un report con i risultati strumentali ottenuti e la loro elaborazione in modo da presentare il risultato analitico desiderato. I risultati devono essere valutati criticamente in base agli obiettivi dell’esperimento, alla teoria relativa alla tecnica impiegata ed a risultati presenti nella letteratura.

Esercitazione: divisi in piccoli gruppi (due persone), gli studenti devono svolgere la ricerca prevista per l’elaborazione di un progetto per la risoluzione di un problema riguardo lo studio, la caratterizzazione e la diagnostica di un opera d'arte, diversa per ogni gruppo. Per lo sviluppo del progetto gli studenti dovranno utilizzare le banche dati e le riviste scientifiche del settore disponibili on-line nella biblioteca dell'università e discutere il progetto con una presentazione PowerPoint a tutti i colleghi.

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.

Gli studenti, che a titolo non possono frequentare il corso o parte di esso in presenza, sono tenuti a concordare il programma con il docente prima dell'inizio delle lezioni.

scritto e orale