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Chimica Analitica (E17) - programma
Analytical chemistry - programma

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ERMELINDA FALLETTA , responsabile dell'insegnamento

Corso di laurea in SCIENZE E SICUREZZA CHIMICO-TOSSICOLOGICHE DELL'AMBIENTE (Classe L-29) immatricolati dall'A.A. 2009/10 - Laurea - 2018/2019

Insegnamento obbligatorio
Anno di corso1
Periodo di svolgimentosecondo semestre
Settori scientifico disciplinari
  • CHIM/01 - Chimica analitica
Crediti (CFU) obbligatori8
Crediti (CFU) facoltativi-

Informazioni generali

Obiettivi: Fornire allo studente le conoscenze di base nel campo della chimica analitica mettendolo inoltre in condizione di operare all'interno di un laboratorio di chimica analitica. I metodi analitici oggetto del corso saranno soprattutto metodi di tipo volumetrico (titolazioni).

Programma di studio

Programma Unita' didattica: esercitazioni:

Svolgimento di esercizi sugli argomenti svolti nel modulo 1
Esercitazioni pratiche in laboratorio: determinazione della percentuale in peso di un acido acetico in un aceto mediante titolazione manuale e pHmetrica; determinazione del Kps di un sale mediante titolazione; determinazione della durezza di un acqua potabile; identificazione qualitativa di alcuni cationi e anioni; identificazione di cationi e anioni in un campione incognito.

Bibliografia e altri materiali didattici Unita' didattica: esercitazioni:

Chimica Analitica e Analisi Quantitativa (D. S. Hage and J. D. Carr) Casa Editrice: Piccin;
Fondamenti di Chimica Analitica (Skoog & West) Casa Editrice: EdiSES;
Chimica Analitica (V. Di Marco, P. Patore, G. G. Bombi) Casa Editrice: EdiSES.

Programma Unita' didattica: lezioni:

Cifre significative
Cenni di statistica
Incertezza nelle misure analitiche
Soluzioni acquose
Sistemi all’equilibrio
Trattamento sistematico degli equilibri: bilanci di carica, di massa, protonico e di elettroni. Esempi di calcolo in sistemi complessi.
Equilibri acido-base: calcolo del pH di basi e acidi, forti e deboli, mono e poliprotici, puri e in miscele- trattamento sistematico e approssimazioni. Specie principale, funzione di distribuzione ( = f[pH]), diagramma di distribuzione.
Specie anfiprotica: calcolo del pH. Calcolo di pH di soluzioni di sali singoli.
Soluzioni tampone: equazione di Henderson-Hasselbalch, approssimazioni nel calcolo del pH. Capacità tamponante. Esempi di calcolo della capacità tamponante. Scelta e preparazione del tampone. Cenni su titolazioni acido-base e indicatori acido-base.
I complessi: costanti di formazione e di instabilità, parziali e globali. Trattamento sistematico dell’equilibrio di complessamento. Specie principale (in funzione di [L]). Funzione di distribuzione (β= f [L]). Diagramma di distribuzione - effetto del valore delle K sul Diagramma. Esempi di calcolo della concentrazione delle specie in soluzione e di solubilità di specie poco solubili in presenza di equilibri di complessamento. Stabilità di un complesso e pH. Costante condizionale. Esempi di utilizzo dei complessi in analisi (complessi colorati, solubilizzazione, mascheramento).
Leganti multidentati: complessi metallo - EDTA. Costante condizionale. Utilizzo di EDTA. Cenni su titolazioni complessometriche e indicatori metallocromici.
Equilibri di precipitazione: solubilità e prodotto di solubilità. Effetto dello ione comune. Effetto di equilibri competitivi. Reazioni di precipitazione. Separazioni per precipitazione frazionata.
Equilibri di precipitazione: calcolo della solubilità di un sale il cui anione sia la base coniugata di un acido debole, a pH noto. Cenni su titolazioni di precipitazione e indicatori.
Reazioni di precipitazione da soluzioni a pH costante
Equilibri redox: analogie e differenze tra equilibri acido-base, di complessazione e redox.
Descrizione delle celle galvaniche: rappresentazione schematica di una cella, descrizione dell’elettrodo standard a idrogeno e sua applicazione, equazione di Nernst e sua applicazione, calcolo delle costanti di equilibrio redox, costruzione dei diagrammi di distribuzione di equilibri redox, calcolo delle frazioni di distribuzione.
Soluzioni di coppie redox in presenza di equilibri competitivi: equilibri competitivi di precipitazione, equilibri competitivi di complessazione, equilibri competitivi acido-base.
Calcolo dei potenziali termodinamici di cella.
Applicazione dei potenziali di riduzione: curve di titolazione redox, permanganometria, titolazioni con bicromato di potassio, titolazioni iodometriche.
Descrizione di: indicatori redox, reagenti ossidanti ausiliari, reagenti riducenti ausiliari, riduttori di Jones e Walden.
Espressione della concentrazione di una soluzione di acqua ossigenata in volumi di ossigeno.
Espressione della concentrazione di una soluzione di ipoclorito in cloro attivo.
Potenziometria: schema di una tipica cella per analisi potenziometriche.
Descrizione del potenziale di giunzione.
Elettrodi di riferimento: a calomelano, a argento/cloruro d’argento e calcolo dei loro potenziali.
Descrizione degli elettrodi indicatori: elettrodi metallici ( di prima, seconda, terza e quarta specie), elettrodo a vetro (determinazione del potenziale di membrane, del potenziale di interfase, conseguenze dell’errore alcalino e acido), elettrodi a membrana cristallina, elettrodi per gas.

Bibliografia e altri materiali didattici Unita' didattica: lezioni:

Chimica Analitica e Analisi Quantitativa (D. S. Hage and J. D. Carr) Casa Editrice: Piccin;
Fondamenti di Chimica Analitica (Skoog & West) Casa Editrice: EdiSES;
Chimica Analitica (V. Di Marco, P. Patore, G. G. Bombi) Casa Editrice: EdiSES.

Modalità di esame, prerequisiti, esami propedeutici

Esame in un'unica volta o suddiviso in partiper singolo modulo
Modalità di accertamento conoscenzeEsame
Giudiziovoto verbalizzato in trentesimi

Prerequisiti e modalità di esame Conoscenze di matematica di base (algebra, equazioni algebriche di primo e secondo grado, logaritmi), conoscenza della chimica generale e della stechiometria.
Scritto. Lo studente è ammesso all’esame scritto solo se ha consegnato preventivamente la Relazione di Laboratorio. La Relazione di Laboratorio rientrerà nella valutazione finale.

Esami propedeutici:

Organizzazione della didattica

Unita' didattica: esercitazioni

obbligatorio

Settori e relativi crediti

  • Settore:CHIM/01 - Chimica analitica - Crediti:3
Attività didattiche previste

Esercitazioni: 16 ore

Attività didattiche previste

Esercitazioni di laboratorio a posto singolo: 32 ore

Unita' didattica: lezioni

obbligatorio

Settori e relativi crediti

  • Settore:CHIM/01 - Chimica analitica - Crediti:5
Attività didattiche previste

Lezioni: 40 ore

Ricevimento Docenti

Orario di ricevimento Docenti
DocenteOrario di ricevimentoLuogo di ricevimento
ERMELINDA FALLETTA , responsabile dell'insegnamento
GABRIELE DI CARLO

Avvertenze e altre informazioni

Il corso ha lo scopo di fornire agli studenti le basi generali della Chimica Analitica, mettendoli, inoltre, in condizione di operare all'interno di un laboratorio di chimica analitica. Il corso si propone di introdurre gli studenti alla comprensione degli equilibri in soluzione sia da un punto di vista teorico sia da un punto di vista più applicativo, introducendo il concetto di titolazione e applicandolo alle varie tipologie di analisi. Il corso fornirà anche i concetti base nel campo della potenziometria e della voltammetria. Il Laboratorio si propone di fornire agli studenti gli strumenti necessari per il riconoscimento qualitativo di cationi e anioni e informazione quantitative attraverso tecniche volumetriche.