CHIMICA ANALITICA E LABORATORIO - MOD.1

L’insegnamento ricade tra le attività di base del CdS in Scienze e Tecnologie Chimiche. L’insegnamento fornisce allo studente le conoscenze di base degli equilibri chimici in soluzione e i principi delle tecniche volumetriche e gravimetriche di analisi chimica. Vengono inoltre fornite la conoscenza e la comprensione dei principali metodi di elaborazione dei dati nei laboratori chimici. L’insegnamento fornisce le abilità di valutare criticamente ed affrontare problematiche di chimica analitica mediante l’approfondimento di casi di studio.

Conoscenza e Comprensione:
Conoscenza degli equilibri chimici in soluzioni acquose. Conoscenze dei principi dei metodi volumetrici e gravimetrici in chimica analitica. Conoscenza delle metodologie chimico analitiche per il trattamento del dato analitico.
Capacità di Applicare Conoscenza e Comprensione:
Saper valutare la validità di una misura chimico analitica. Saper individuare la metodologia analitica più adeguata per affrontare uno specifico problema analitico. Saper esprimere con proprietà di linguaggio ed in modo critico i risultati di un’analisi chimica.

Per una corretta comprensione degli argomenti trattati nell’insegnamento è necessario avere conoscenze di base di chimica generale ed inorganica. Conoscenze di algebra e analisi di funzione.

L’insegnamento si articola in tre macro tematiche : (a) studio degli equilibri insoluzione : equilibri acido/base, eq. di precipitazione, eq. di formazione (di complessi) ed equilibri redox. (b) Titolazioni derivanti dallo studio degli equilibri : titolazioni di neutralizzazione, tit. di precipitazione, tit. complessometriche, tit. redox. (c) Metodi statistici applicati alla chimica analitica ed introduzione alla chemiometria.
Programma dettagliato:
Lezione 1. Introduzione all’insegnamento. Le costanti di equilibrio (generalità).
Lezione 2. Effetto degli elettroliti sugli equilibri chimici. Equazione di Debye-Huckel. Equilibri acido (base) forte
Lezione 3. Equilibrio acido(base) debole monoprotico. Risoluzione mediante approssimazioni. Curve di composizione.
Lezione 4. Soluzioni tampone. Potere tampone. Proprietà delle soluzioni tampone
Lezione 5. Titolazione di neutralizzazione. Acido (base) forte con base (acido) forte. Metodo dell’indicatore e misure pH-metriche. (Gli argomenti di questa lezione fanno parte de una esperienza di laboratorio)
Lezione 6. Titolazioni Conduttimetriche. (Gli argomenti di questa lezione fanno parte de una esperienza di laboratorio)
Lezione 7. Titolazioni di neutralizzazione. Acido (base) debole monoprotico con base (acido) forte. Metodo di Gran. Gli argomenti di questa lezione fanno parte de una esperienza di laboratorio)
Lezione 8. Equilibri di sistemi diprotici. Acidi diprotici. Specie anfiprotiche : il sistema NaHA. Sistemi tampone diprotici.
Lezione 9. Curve di composizione di sistemi diprotici. Equilibri acido/base triprotici. Soluzioni tampone triprotici.
Lezione 10. Titolazioni di neutralizzazione di sistemi diprotici. Acido diprotico con base forte. Titola-zione dei carbonati. Gli argomenti di questa lezione fanno parte de una esperienza di laboratorio)
Lezione 11. Equilibri di precipitazione.
Lezione 12. Equilibri di precipitazione ed equilibri simultanei acido/base-precipitazione
Lezione 13. Titolazioni di precipitazione. Metodo di Mohr, metodo di Vohlard, metodo di Fajans. (Gli argomenti di questa lezione fanno parte de una esperienza di laboratorio)
Lezione 14. Equilibri di formazione di complessi. Agenti chelanti. EDTA. Equilibri simultanei acido/base-precipitazione-formazione.
Lezione 15. Titolazioni complessometriche. Titolazione di Ca e Mg con EDTA. (Gli argomenti di questa lezione fanno parte de una esperienza di laboratorio)
Lezione 16. Equilibri redox. Equazione di Nernst.
Lezione 17. Equilibri redox. Equilibri simultanei : acido/base-precipitazione-formazione-redox.
Lezione 18. Titolazioni redox: titolazioni Ceriometriche
Lezione 19. Titolazioni redox: titolazioni iodometriche
Lezione 20. Titolazioni redox. Il metodo di Winkler. (Gli argomenti di questa lezione fanno parte de una esperienza di laboratorio)
Lezione 21. Metodi statistici applicati alla chimica analitica. Distribuzione normale. Intervallo di con-fidenza. Distribuzione t di Student.
Lezione 22. Test di ipotesi. Accuratezza ed esattezza.
Lezione 23. Test sulla normalità. Test t di Student
Lezione 24. Test sulla varianza: test di Fisher e test di Cochran. Precisione. Equazione di Horwitz. Test del Chi-quadro.
Lezione 25. Analisi della Varianza (one way) (ANOVA)
Lezione 26. Test sugli outliers. Test Q di Dixon. Test di Grubbs.
Lezione 27. Introduzione alla chemiometria. Introduzione all’analisi delle componenti principali (PCA)
Lezione 28. Introduzione all’analisi gerarchica dei cluster (HCA).
Lezione 29. Esercitazioni in aula in preparazione all’esame scritto
Lezione 30. Esercitazioni in aula in preparazione all’esame scritto

Il materiale didattico consiste in (a) dispense fornite dal docente e disponibili alla pagina Moodle. (b) Materiale integrativo : video, file .R e file .xls disponibili alla pagina Moodle.
Si consiglia l’utilizzo dei seguenti libri di testo disponibili anche nella biblioteca del Campus.
D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler e S.R. Crouch Fondameni di Chimica Analitica, Edises.
V. Di Marco, P. Pastore, G.G. Bombi, Chimica analitica. Trattazione algebrica e grafica degli equilibri chimici in soluzione acquosa, Edises
E. Desimoni, B. Brunetti, L' elaborazione dei dati nel laboratorio di analisi chimiche, CLUEB

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova scritta ed una orale che andranno ad aggiungersi la valutazione dell’esame di laboratorio.
Nella prova scritta, allo studente viene chiesto di risolvere 6 esercizi a diverso grado di complessità in un tempo non superiore alle 3 ore. Per ciascuna macro area tematica trattata nell’insegnamento (1-equilibri in soluzione, 2-titolazioni e 3-elaborazione dei dati) verranno assegnati 2 di 6 esercizi. La prova scritta si considera superata con una valutazione superiore od uguale a 18/30 e consente l'accesso alla prova orale. Durante l’esame scritto è consentito l’utilizzo della calcolatrice (non dello smartphone). Il materiale cartaceo (per la bella e la brutta copia) verrà fornito dal docente.
Nella prova orale, verrà accertata la comprensione degli aspetti più teorici ed applicativi degli argo-menti trattati mediante un colloquio.
La valutazione finale terrà conto delle tre diverse prove (laboratorio – scritto – orale). Tuttavia, questa non verrà calcolata necessariamente mediante la media aritmetica dei tre voti.

L'insegnamento viene proposto mediante lezioni frontali. Ogni argomento è accompagnato da esempi pratici, casi di studio ed esercitazioni per meglio chiarire i concetti proposti. Nella prima parte dell'insegnamento, inoltre, viene introdotto l'utilizzo di excel e del software open source R per la risoluzione di problematiche analitiche mediante l'utilizzo di strumenti informatici.

Italiano

LA STRUTTURA E I CONTENUTI DELL'INSEGNAMENTO POTRANNO SUBIRE VARIAZIONI IN CONSEGUENZA DELL'EPIDEMIA DI COVID-19.
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 ser-vizi 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 ac-cessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA disabilita@unive.it.

scritto e orale