Obiettivi Formativi

Lo studente apprenderà i principi teorici e le applicazioni analitiche delle principali tecniche spettroscopiche, elettrochimiche e cromatografiche. Esercitazioni numeriche e di laboratorio consentiranno agli studenti di applicare le nozione e i principi teorici acquisiti. L'obbiettivo finale è quello di permettere agli studenti di utilizzare in piena autonomia tutte le tecniche strumentali scientifiche a loro disposizione per le comuni prassi di laboratorio. Durante il corso, gli studenti forniscono assieme ai risultati delle esperienze pratiche, anche relazioni descrittive dello svolgimento dellesperienza, della tecnica strumentale utilizzata, delle modalità di calcolo e grafiche utilizzate per ottenere il risultato dellesperienza. Linsieme delle relazioni viene valutato in maniera non formale, ma delinea lo stato dellapprendimento e limpegno dello studente.

Learning Goals

The student will learn the theoretical principles and analytical applications of the main spectroscopic, electrochemical and chromatographic techniques. The laboratory activities will allow the students to apply the acquired theoretical notion and principles. The final aim is to allow students to use independently all scientific instrumental techniques at their disposal for common laboratory practice. The students give together with the results of the experiments, a report containing information about the carrying out of the experiences, of the instrumental technique used and of the calculation and graphical procedures adopted. The reports will be estimate in order to highlight the learning level of the students and to estimate their engage.

Metodi didattici

l corso sarà articolato sia attraverso lezioni frontali che di laboratorio. Durante le lezioni frontali saranno illustrate sia le tecniche analitiche che gli studenti utilizzeranno, sia le prove di laboratorio che dovranno singolarmente svolgere. Una volta svolte le esperienze di laboratorio, ciascun studente dovrà sviluppare una relazione di laboratorio per ciascuna prova, descrivendo la tecnica usata, la procedura, la preparazione dei reattivi, l'elaborazione dei dati sperimentali e proporre i risultati finali.

Teaching Methods

The lessons will be articulated both through frontal lessons that of laboratory. During the frontal lessons it will be illustrated the main aspects of the analytical techniques that the students will use, as well as for the tests of laboratory that will singly have to develop. Once that the experiences will be developed, each student will have to develop a relationship of laboratory for every test, describing the technique and the procedure used, the preparation of the reagents, the elaboration of the experimental data and to propose the final results.

Prerequisiti

Lo studente deve conoscere la Chimica Analitica di base ed essere in grado di eseguire i calcoli stechiometrici necessari per lo svolgimento delle esercitazioni di laboratorio.

Prerequisites

The student should know the basic analytical chemistry and be able to perform stoichiometric calculations necessary for carrying out the laboratory exercises.

Verifiche dell'apprendimento

La valutazione consiste in un esame finale orale. Nel giudizio globale si fa riferimento alle competenze acquisite, alle capacità di apprendimento, alle modalità di studio, allinteresse, allimpegno ed alla potenzialità di ciascun studente.

Assessment

The final evaluation consists in a frontal examination, and the global judgment takes into account the obtained competences and the learning capacities, the studying methodology and the potentiality of each student.

Programma del Corso

Metodi spettroscopici. Proprietà della radiazione elettromagnetica, spettro elettromagnetico, assorbimento ed emissione di radiazione elettromagnetica. Tecniche spettroscopiche applicate a problemi analitici: spettroscopia UV-visibile (in assorbimento e in fluorescenza), spettroscopia di assorbimento atomico, spettroscopia di emissione atomica. Elementi di spettrometria di massa Metodi elettrochimici. Potenziometria: celle elettrochimiche, potenziale elettrodico, equazione di Nernst, elettrodi indicatori, elettrodi di riferimento, strumentazione, misure potenziometriche dirette, titolazioni. Analisi elettrolitica: elettrolisi, celle elettrolitiche, leggi di Faraday, separazioni elettrolitiche, metodi elettrogravimetrici, metodi coulombometrici, strumentazione, applicazioni analitiche. Tecniche voltammetriche: voltammetria a scansione lineare; polarografia differenziale ad impulso; voltammetria a onda quadra; metodi di ridissoluzione; voltammetria ciclica. Applicazioni. Conduttometria: principi, strumentazione ed applicazioni Metodi cromatografici. Principi generali delle separazioni cromatografiche; classificazione delle tecniche cromatografiche; cromatogramma; grandezze, equazioni e parametri fondamentali; cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC); gascromatografia (GC). Laboratorio di Chimica Analitica Strumentale Introduzione al corso e nozioni su metodi di trattamento dei campioni. Metodi Spettroscopici; Spettroscopia UV/VIS- Additività delle assorbanze. Spettro di assorbimento del permanganato, scelta della lunghezza donda, costruzione della retta di taratura e determinazione del contenuto di Mn negli acciai speciali. Determinazione del contenuto di Fe in matrici naturali (acqua, cacao, cioccolato, etc). Spettroscopia Atomica Determinazione del contenuto di metalli in soluzioni acquose mediante tecniche di assorbimento ed emissione. Determinazione del contenuto di Zn nei capelli. Metodi elettrochimici Potenziometria - Determinazione della concentrazione di specie ioniche mediante elettrodi ISE. Misure dirette di pH. Titolazioni potenziometriche: determinazione del cloro nella candeggina. Polarografìa Determinazione del contenuto di acido ascorbico nei succhi di frutta. Determinazione di metalli in soluzione acquosa. Conduttometria Titolazione conduttometria. Metodi cromatografici Cromatografia di scambio ionico: caratterizzazione di un terreno e determinazione dei metalli mediante spettrofometria nel visibile e derivazione post-colonna.

Course Syllabus

Spectroscopic methods. Properties of electromagnetic radiation, electromagnetic spectrum, absorption and emission of electromagnetic radiation. Spectroscopic techniques applied to analytical problems: UV-visible spectroscopy (in absorption and fluorescence), atomic absorption spectroscopy, atomic emission spectroscopy. Elements of mass spectrometry Electrochemical methods. Potentiometry: electrochemical cells, electrode potential, Nernst equation, indicator electrodes, reference electrodes, instrumentation, direct potentiometric measurements, titrations. Analysis electrolytic electrolysis, electrolytic cells, Faraday's laws, electrolytic separations, methods elettrogravimetrici, coulombometrici methods, instrumentation, analytical applications. Voltammetric techniques: linear scan voltammetry, differential pulse polarography, square wave voltammetry; methods redissolution; cyclic voltammetry. Applications. Conductimetry: principles, instrumentation and applications Chromatographic methods. General principles of chromatographic separations; classification of chromatographic techniques; chromatogram; variables, equations and basic parameters; high performance liquid chromatography (HPLC), gas chromatography (GC). Laboratory of Instrumental Analytical Chemistry Introduction and methods for the treatment of the samples Spectroscopic Methods Spectroscopy UV/VIS- Additivity of the absorbance. Absorption spectra of MnO4-, choice of the wavelength and development of the straight line of setting and determination of the content of Mn in a steel. Determination of the content of Fe in a natural sample (water, cocoa, chocolate, etc). Atomic Spectroscopy Determination of the content of metals in aqueous solutions by means of the absorption and emission techniques. Determination of the content of Zn in the hair. Electrochemistry Potentiometry - Determination of the concentration of ionic species by means of ISE electrodes. Direct measurement of pH. Potentiometric titrations: Determination of the content of Cl2 in bleach. Polarografy Determination of the content of ascorbic acid in a fruit juice. Determination of metals in aqueous solutions. Conductometry Conductometric titration. Chromatographic methods Ionic Exchange chromatography: Characterization of a ground and separation and determination of the metals by means of a visible spectrophotometric detector with post-column derivatization.