Chimica analitica (E17)

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, 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 complessazione. 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 complessazione. 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.
Esercitazioni in aula:
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.