Analisi e monitoraggio ambientali

A.A. 2019/2020
6
Crediti massimi
56
Ore totali
SSD
CHIM/06
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'obiettivo del corso è quello di fornire agli studenti le conoscenze delle principali classi di composti organici ad alto impatto ambientale, con particolare riferimento a quelli usati in agricoltura, e dei principali metodi di chimica analitica organica nell'analisi ambientale.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrebbe avere acquisito:
- conoscenza delle principali classi dei composti organici di interesse ambientale, delle trasformazioni che subiscono e loro reattività nei vari comparti ambientali.
- capacità di utilizzare differenti tecniche analitiche in rapporto alle varie classi di inquinanti ambientali.
- gestire le operazioni fondamentali nella manipolazione dei composti organici e nell'uso di apparecchiature di laboratorio.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
TEMATICA PRINCIPALE n.1: Chimica ambientale dell'acqua: alcalinità e acidità, reazioni di ossidazione, riduzione, complessazione e chelazione. L'atmosfera: caratteristiche fisiche, reazioni chimiche e fotochimiche dell'atmosfera. Definizioni di macro- e microinquinanti. Unità di misura. Inquinanti organici del comparto idrico e del suolo: Idrocarburi; polimeri; oli e lubrificanti. Policlorofenoli e loro derivati (policlorobifenili, furani e diossine). I composti policlorurati come microinquinanti organici Tensioattivi: persistenza, solubilità, trasporto e reattività idrolitica. TEMATICA PRINCIPALE n.2: Inquinanti organici dell'atmosfera: idrocarburi alifatici e idrocarburi aromatici semplici e policiclici. Idrocarburi biogenetici. Le benzine: additivi, sottoprodotti della combustione. Trasformazioni e destino degli idrocarburi in atmosfera: lo smog fotochimico. Derivati ossigenati, solforati e azotati come prodotti delle reazioni di combustione e ossidazione fotochimica: le piogge acide. I composti alogenati e il problema dell'ozono. Cenni di chimica tossicologica. Chimica, energia e ambiente; le fonti alternative: idrogeno, celle a combustibile; l' energia solare, i semiconduttori e le celle fotovoltaiche; i radionuclidi e la radioattività, l'energia nucleare. TEMATICA PRINCIPALE n.3: I fitofarmaci: insetticidi, fungicidi, erbicidi, fitoregolatori. Principali classi chimiche e cenni al meccanismo di azione. Formulazioni e metodi di applicazione. Processi di degradazione dei fitofarmaci nell'ambiente. Persistenza, adsorbimento, volatilizzazione dei fitofarmaci nell'ambiente. Distribuzione dei fitofarmaci nei comparti ambientali. Metodi di previsione della distribuzione dei fitofarmaci nell'ambiente. TEMATICA PRINCIPALE n.4 Principi di Chimica Analitica Organica. Cromatografia: considerazioni teoriche, coefficiente di ripartizione, risoluzione, concetto di piatto teorico. Tipi di cromatografia: di adsorbimento, di ripartizione, scambio ionico, di esclusione. Metodi Cromatografici: TLC, Gascromatografia, HPLC; tecniche ed apparecchiature. TEMATICA PRINCIPALE n. 5 Spettroscopia: lo spettro elettromagnetico, interazione tra radiazione e materia, effetto della struttura chimica sull'assorbimento, legge di Lambert-Beer. Metodi Spettroscopici: UV, IR, NMR; tecniche ed apparecchiature. Spettrometria di Massa e Assorbimento atomico. TEMATICA PRINCIPALE n.6 (1 credito) Laboratorio di chimica analitica organica dei sistemi multicomponenti. Esercitazioni pratiche mediante tecniche manuali e strumentali per l'analisi di sostanze organiche di interesse ambientale: determinazione del COD, analisi di tensioattivi anionici per via spettrofotometrica, determinazione del logKow tramite spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR), estrazioni con solvente da una matrice solida e analisi tramite HPLC.
L'articolazione delle tematiche nel tempo è coordinata con le esercitazioni pratiche in modo tale che la parte teorica dell'esercitazione venga trattata anticipatamente.
Prerequisiti
Conoscenze di base di Chimica Organica, Chimica generale e inorganica e di fisica
Metodi didattici
Lezioni frontali, esercitazioni in aula, esercitazioni di laboratorio. La frequenza alle lezioni è consigliata. Il materiale utilizzato per le lezioni del corso è disponibile sul sito della didattica on-line. Le esercitazioni di laboratorio sono subordinate alla frequenza di una lezione sulla sicurezza e ad un test.
Materiale di riferimento
C. Baird, Chimica Ambientale, Zanichelli. Il materiale utilizzato per le lezioni del corso è disponibile sul sito della didattica on-line; sul sito sono anche disponibili dispense per la parte analitica, temi d'esame e soluzioni. Per approfondimenti per la parte di NMR: Guida pratica alla interpretazione di spettri NMR, A. Randazzo Ed. Loghia
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una prova scritta volta ad accertare le conoscenze dello studente sia sugli aspetti teorici della materia sia sugli aspetti pratici trattati durante le esercitazioni di laboratorio. L'esame consiste di esercizi e domande aperte (per un totale di sei). La durata della prova è di 1 ora e 30 minuti. Lo svolgimento corretto comporta l'acquisizione di 5 punti ad esercizio/domanda aperta.
L'esame si intenderà superato avendo riportato la sufficienza (18/30). E' consentito durante le prove utilizzare una calcolatrice. Eventuali relazioni per la parte pratica verranno valutate in sede d'esame e daranno luogo ad un punteggio aggiuntivo. Verrà valutata la correttezza di espressione del candidato, del linguaggio chimico e la capacità di collegamento tra i vari argomenti trattati nel corso. Gli studenti non frequentanti saranno valutati analogamente ai frequentanti. A richiesta degli studenti si potrà prevedere un preappello a fine lezioni, di fatto è un appello d'esame. L'esito dell'esame verrà comunicato via mail dopo verbalizzazione entro una settimana dalla prova.
Gli studenti iscritti ad un appello d'esame e che non desiderino più sostenerlo sono tenuti a cancellare l'iscrizione ed eventualmente a darne tempestiva comunicazione alla docente.

Per gli studenti DSA
Per poter usufruire delle facilitazioni previste è necessario aver comunicato la propria situazione all'Ufficio Disabili di UniMI http://www.unimi.it/studenti/serviziodisabiliedsa.htm. Inoltre, si suggerisce di confrontarsi con il/la docente durante la frequenza o in fase di preparazione dell'esame per poter avere utili suggerimenti; in ogni caso è obbligatorio dare comunicazione che si intende usufruire degli strumenti compensativi/dispensativi con congruo anticipo (almeno 10 giorni) al/la docente per concordare le modalità di esame, che rimangono di competenza dello/a stesso/a
CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA - CFU: 6
Laboratori: 16 ore
Lezioni: 40 ore
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento
Ricevimento:
giovedì 10:30/12:30
studio c/o DEFENS