Chimica analitica (E24)

A.A. 2021/2022
8
Crediti massimi
80
Ore totali
SSD
CHIM/01
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'obiettivo principale di questo corso è quello di introdurre i concetti, i principi e le tecniche basilari della chimica analitica che verranno poi approfonditi e sviluppati dal punto di vista applicativo nei corsi successivi con laboratorio chimico. In particolare verranno forniti gli strumenti conoscitivi per poter effettuare analisi con i classici metodi di analisi qualitativa e quantitativa inorganica e verranno inoltre delineati i principi fondamentali dell'analisi chimica strumentale. Lo scopo finale è di fornire agli studenti sia una forma mentis analitica sia le conoscenze per poter risolvere diversi problemi analitici quali identificare e quantificare alcuni componenti di un farmaco.
Risultati apprendimento attesi
Alla fine del corso quindi gli studenti saranno in grado di:
1)impostare le reazioni chimiche e le equazioni matematiche per la risoluzione di problemi di carattere analitico,
2)comprendere e riconoscere i diversi metodi analitici, sia tradizionali che strumentali, che verranno applicati nei corsi di laboratorio,
3)comprendere l'importanza della chimica analitica per i prodotti farmaceutici e nella professione di farmacista.
Programma e organizzazione didattica

Linea AL

Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Prerequisiti, Programma e Materiale di riferimento invariati.

Lezioni ed esercitazioni saranno erogate in presenza oppure in modalità sincrona utilizzando la piattaforma MSTeams o Zoom. Le registrazioni saranno disponibili sulla piattaforma Ariel come da indicazioni dell'ateneo.

Quando non è possibile svolgere l'esame scritto in presenza l'esame in modalità completamente on-line è diviso in due parti:
prova scritta ridotta, voto massimo 20/30, scritto su carta, indicativamente 4 esercizi numerici, tempo 1h15min.,
prova orale ampliata, breve discussione dell'elaborato scritto e 2 domande di teoria.
La somma delle due prove equivale all'esame in presenza come descritto in "Modalità di verifica dell'apprendimento", le due prove vanno sostenute nello stesso appello.
Programma
Introduzione.
Richiamo di concetti base di stechiometria. Modi per esprimere la concentrazione di soluzioni (molarità, formalità, percentuali, ppm). Espressione dei risultati dei calcoli (cifre significative, arrotondamento). Forza ionica. Attività e coefficienti d'attività. Legge di Debye-Hückel.
Equilibri in soluzione.
Richiamo di concetti base di chimica generale: legami chimici ionici e covalenti, elettroliti forti e deboli. Equilibri acido-base (Acidi e basi forti e deboli. Acidi poliprotici. Soluzioni tampone. Funzioni di distribuzione e diagrammi αn/pH). Equilibri di solubilità (Relazione tra solubilità e Ks per elettroliti poco solubili. Effetto dello ione comune. Formazione di precipitati.
Influenza della forza ionica sulla solubilità. Equilibri simultanei di precipitazione. Precipitazioni semplici e frazionate). Equilibri simultanei di solubilità-acidità (Relazione solubilità/pH e uso di α). Equilibri di complessazione (Richiamo di concetti base: tipi di leganti e chelanti. Costanti di formazione e d'instabilità dei complessi. Il mascheramento degli ioni per complessazione). Equilibri simultanei di solubilità-complessazione e di complessazione-acidità (Costanti di formazione condizionali. Reazioni di spostamento). Equilibri ossido-riduttivi (Ossidanti e riducenti. Celle galvaniche. Potenziali standard di riduzione. Legge di Nernst. Potenziali di riduzione formali).
Metodologie generali di analisi quantitativa tradizionale.
Gravimetria (Principi base. Precipitati cristallini e colloidali). Volumetria (Principi base ed esempi di titolazioni acidimetriche, di precipitazione (argentometriche), complessometriche (con EDTA) e di ossido-riduzione. Costruzione di una curva teorica di titolazione nei vari casi. Punto di equivalenza e punto di fine titolazione. Uso degli indicatori).
Analisi quantitativa strumentale.
Metodi elettrochimici (Potenziometria. Misure potenziometriche dirette. Elettrodi di riferimento. Elettrodi indicatori. Elettrodo a vetro. Elettrodi iono-selettivi. Retta di taratura e metodo delle aggiunte. Titolazioni potenziometriche).
Metodi spettroscopici (La radiazione elettromagnetica. Frequenza, lunghezza d'onda, numero d'onda. Energia. Lo spettro elettromagnetico).
Transizioni energetiche atomiche e molecolari e tipi di spettroscopie corrispondenti. Assorbimento ed emissione. Trasmittanza e assorbanza. Legge di Lambert-Beer. Fondamenti di spettroscopia atomica.
Prerequisiti
Conoscenze di base di fisica e di matematica. Conoscenze approfondite di tutti gli argomenti trattati nel corso di Chimica Generale e Inorganica.
Metodi didattici
Il corso è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni svolte in aula. Gli argomenti sono illustrati sia attraverso l'uso di diapositive che attraverso lo svolgimento di esercizi alla lavagna. Durante lo svolgimento degli esercizi verrà anche utilizzato il metodo della discussione e dell'approccio tutoriale, con domande mirate in modo da stimolare gli studenti e rendere più interattivo e personalizzato l'apprendimento dei concetti esposti.
Materiale di riferimento
Testi consigliati:
- Harris, Chimica Analitica Quantitativa. Ed. Zanichelli (3° ed. italiana 2017)
- Holler, Crouch Fondamenti di Chimica Analitica di Skoog & West. EdiSES. (3°ed. italiana 2015) disponibile anche in e-book,
- eserciziario:
Silvia Araneo, Esercizi per la Chimica Analitica con richiami di teoria. Soc. Ed. Esculapio, 2° edizione 2018.

Testi di consultazione:
- Testi del corso di Chimica Generale e Inorganica e Stechiometria.
- A. Araneo, Chimica Analitica Qualitativa. Ed.C.E.A. (3° ed.)
- Pastore, Di Marco, Bombi, Chimica analitica. Trattazione algebrica e grafica degli equilibri chimici in soluzione acquosa. EdiSES .
- Farmacopea Ufficiale della Repubblica Italiana,(F.U.).

Materiale didattico sulla piattaforma Ariel
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una prova scritta, dalla durata di circa due ore e mezza, costituita di solito da 4 esercizi e da 2 domande aperte relative ai contenuti teorici del corso. Tramite lo svolgimento degli esercizi lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di impostare le reazioni chimiche e le equazioni matematiche per la risoluzione di problemi di carattere analitico e di comprendere e riconoscere i diversi metodi analitici, sia tradizionali che strumentali e saperli descrivere correttamente. Una breve discussione orale dell' elaborato scritto conclude l'esame.
CHIM/01 - CHIMICA ANALITICA - CFU: 8
Esercitazioni: 32 ore
Lezioni: 48 ore

Linea MZ

Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Le lezioni saranno erogate in presenza o in alternativa in modalità sincrona attraverso la piattaforma Microsoft Teams in accordo con i Decreti Rettoriali.
La prova d'esame consisterà in tre esercizi numerici e due domande a risposta aperta; la durata sarà di 90 min, attraverso la piattaforma exam.net and Microsoft Teams
Programma
Trattamento e valutazione di dati statistici: errori nelle analisi chimica, trattamento statistico dell'errore, intervalli di fiducia, propagazione dell'errore e cifre significative, t test, analisi della varianza.
Campioni e metodi analitici: campionamento, standardizzazione, calibrazione, fonti e trattamento dell'errore nel processo analitico, caratteristiche di una metodica analitica (accuratezza, precisione, specificità e selettività, intervallo di linearità, robustezza).
Equilibri chimici: soluzioni acquose, soluzioni tampone, equilibri multipli
Metodi classici di analisi: analisi gravimetrica, titolazioni, titolazioni di neutralizzazione, sistemi acido/base complessi, reazioni di complessazione e precipitazione e titolazioni. Applicazioni.
Metodi elettrochimici: reazioni di ossido-riduzione, celle elettrochimiche, potenziali standard elettrodici. Calcolo dei potenziali delle celle elettrochimiche, delle costanti di equilibrio e curve di titolazioni redox. Applicazioni.
Analisi spettrochimica: radiazione elettromagnetica, assorbimento della radiazione (legge di Lambert-Beer e sue limitazioni), emissione della radiazione elettromagnetica. Spettroscopia atomica e spettrometria di massa atomica (principi, strumentazione ed applicazioni).
Separazioni: separazioni analitiche mediante precipitazione, estrazione, scambio ionico. Applicazioni.
Prerequisiti
Il corso di chimica generale e' propedeutico alla piena compresione delle lezioni. Inoltre lo studente deve aver acquisito le nozioni fondamentali di matematica e fisica.
Metodi didattici
Il corso è organizzato in lezioni frontali (48 ore) ed esercitazioni in aula (32 ore) nelle quali verranno illustrati i principi teorici alla base delle tecniche di analisi qualitativa e quantitativa e delle loro applicazioni. Verranno inoltre svolti esercizi numerici relativi a problemi analitici allo scopo di approfondire i concetti teorici trattati nel corso.
Materiale di riferimento
Testi consigliati: Holler, Crouch - Fondamenti di chimica analitica di Skoog & West, - 3° Ed - EdiSES (2015); Harris - Chimica analitica quantitativa - 3° Ed - Zanichelli (2017);
Slides a cura del docente, caricate su Ariel website
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La prova d'esame consisterà in tre esercizi numerici e due domande a risposta aperta; la durata sarà di 90 min. L'esame ha lo scopo di valutare il raggiungimento dei seguenti obiettivi didattici: - conoscenza delle procedure di elaborazione e valutazione dei dati sperimentali; - conoscenza dei principali equilibri chimici in soluzione e capacità di risolvere problemi che li coinvolgono; - conoscenza dei principi di base e delle procedure delle più importanti tecniche analitiche classiche e strumentali; - capacità di stabilire la tecnica più adatta per la risoluzione di un determinato problema analitico.
CHIM/01 - CHIMICA ANALITICA - CFU: 8
Esercitazioni: 32 ore
Lezioni: 48 ore
Docente/i
Ricevimento:
tutte le mattine alle ore 9, preferibilmente per appuntamento
Dip. di Chimica. Corpo A - piano rialzato (stanza R106)
Ricevimento:
da concordare via email
Via L. Mangiagalli 25, First floor, room 1066