L'insegnamento nel suo complesso si propone di avvicinare gli studenti alla chimica analitica strumentale, fornendo informazioni di base, teoriche e operative, sui metodi di analisi strumentale mediante tecniche spettroscopiche, elettrochimiche, cromatografiche e di spettrometria di massa.
Conoscenza teorica di base delle principali tecniche spettroscopiche ed elettrochimiche. Conoscenza pratica della preparazione dei campioni e della loro analisi mediante tali tecniche strumentali. Sviluppo della capacità di condurre un metodo analitico, effettuare esperimenti in gruppo e scrivere relazioni sui risultati ottenuti.
La partecipazione alle attività formative proposte (lezioni frontali, esercitazioni in aula e in laboratorio) e lo studio individuale consentiranno allo studente di: 1) comprendere i concetti di base della chimica analitica strumentale e gli aspetti teorici e operativi delle principali tecniche spettroscopiche ed elettroanalitiche. 2) essere in grado di elaborare dati analitici (dalla misura del segnale analitico al risultato finale) e di calcolare le principali cifre di merito dei metodi analitici. 3) saper condurre semplici procedimenti analitici di preparazione del campione e analisi mediante tecniche spettroscopiche ed elettroanalitiche. 4) saper comunicare i risultati di un’analisi strumentale mediante una relazione scritta.
L’insegnamento è articolato in lezioni frontali (in cui sono esposti i concetti teorici relativi alle tecniche di chimica analitica strumentale e analizzati numerosi esempi applicativi), attività di didattica partecipata, ed esercitazioni di laboratorio svolte a gruppi. Nel suo lavoro personale lo studente dovrà acquisire le conoscenze teoriche delle tecniche strumentali, elaborare i dati ottenuti durante le esercitazioni di laboratorio compilando un’apposita scheda, ed esercitarsi nell’elaborazione di dati analitici e nel calcolo delle cifre di merito dei metodi analitici. Lo studio personale è coadiuvato da apposito materiale didattico su AulaWeb e uno specifico libro di testo.
Concetti generali. Segnale e rumore. Limite di rilevabilità e di quantificazione. Calibrazione (calibrazione esterna, metodo delle aggiunte standard, metodo dello standard interno). Sensibilità e selettività. Interferenze nelle misure strumentali. Elaborazione dei dati sperimentali dall'acquisizione del segnale analitico al dato finale. Calcolo delle cifre di merito.
Metodi spettroscopici. La radiazione elettromagnetica. Assorbimento molecolare e atomico. Emissione molecolare e atomica. Spettri di assorbimento ed emissione. Tipi di spettroscopia. Legge di Lambert-Beer. Spettroscopia di assorbimento molecolare UV-VIS: principio, strumentazione, caratteristiche analitiche ed applicazioni. Spettroscopia di fluorescenza molecolare. Spettrometria di assorbimento atomico con sorgente in fiamma: principio, strumentazione, interferenze, caratteristiche analitiche e applicazioni. Spettroscopia di emissione con sorgente a plasma: principio, strumentazione, interferenze, caratteristiche analitiche e applicazioni. Aspetti principali delle tecniche ETAAS e ICP-MS.
Metodi elettroanalitici. Introduzione ai metodi elettroanalitici e loro classificazione. Metodi potenziometrici: elettrodi di riferimento, elettrodi indicatori metallici, elettrodi a membrana. Misure potenziometriche dirette. Titolazioni potenziometriche. Metodi voltammetrici: cenni sui processi all’interfaccia elettrodo-soluzione. Strumentazione per misure voltammetriche. Polarografia. Metodi di ridissoluzione.
Esercitazioni di laboratorio. Realizzazione di procedimenti analitici basati su tecniche spettroscopiche ed elettrochimiche: determinazione del manganese in un acciaio mediante spettroscopia di assorbimento molecolare UV-VIS; determinazione di rame in soluzione acquosa mediante FAAS; analisi multielementare di un sedimento mediante ICP-AES; titolazione potenziometrica di un acido forte con una base forte; titolazione potenziometrica di una miscela di ioduri e cloruri; determinazione della vitamina C in un succo di frutta mediante polarografia a impulso differenziale.
Grotti / Ardini, IL LABORATORIO DI CHIMICA ANALITICA, EDISES 2022
Holler / Crouch, FONDAMENTI DI CHIMICA ANALITICA, EDISES 2016
Holler / Skoog / Crouch, CHIMICA ANALITICA STRUMENTALE, EDISES 2009
Harris, CHIMICA ANALITICA QUANTITATIVA, ZANICHELLI 2017
Ricevimento: Tutti i giorni, su appuntamento.
MARCO GROTTI (Presidente)
FRANCISCO ARDINI
MARINA DI CARRO (Presidente Supplente)
MARIA CARMELA IANNI (Supplente)
EMANUELE MAGI (Supplente)
Dal 25 settembre 2023
Vedi scheda insegnamento padre (codice 65118)
Propedeuticità: Chimica Analitica 1.
Frequenza obbligatoria alle esercitazioni di laboratorio e alle relative lezioni di spiegazione.
