Obiettivi Formativi

Il corso si propone di fornire: (i) la preparazione teorica e le abilità di “problem solving” relative alla termodinamica delle soluzioni ed in particolare agli equilibri in soluzione di elettroliti, anche in sistemi multifase; (ii) le competenze riguardanti gli aspetti teorici e sperimentali delle metodologie classiche dell’analisi chimica (metodi volumetrici e gravimetrici); (iii) le competenze riguardanti i calcoli di speciazione in presenza di equilibri multipli. Queste conoscenze sono propedeutiche per la comprensione dei metodi della chimica analitica classici e strumentali trattati nei corsi successivi.

Metodi didattici

Lezioni in aula , integrate da esercitazioni sugli argomenti svolti ed esercitazioni pratiche di laboratorio.

Prerequisiti

Gli studenti devono avere frequentato e superato il corso di "CHIMICA GENERALE E INORGANICA e LABORATORIO DI CHIMICA GENERALE E INORGANICA"

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento prevede la valutazione dei risultati ottenuti nelle singole prove di laboratorio. L’esame finale per l’acquisizione di 11 CFU avverrà tramite colloquio orale sui contenuti teorici del corso di Chimica Analitica e sulla parte di laboratorio.

Programma del Corso

Equilibrio Chimico ed Energia Libera (6h): Costante di equilibrio. Coefficienti di attività. Il metodo in Chimica Analitica (2 h): Equilibri acido-base (10 h): dissociazione dell'acqua; acidi forti e deboli monoprotici e poliprotici; miscele di acidi; Soluzioni tampone e potere tampone. Idrolisi. Anfoliti. Forza ionica e coefficienti di attività. Diagrammi di distribuzione. Esercitazioni numeriche. Titolazioni acidimetriche ed alcalimetriche (3 h): curve di titolazione; indicatori e loro scelta; condizioni di titolabilità ed errore. Laboratorio (3 h teoria): sostanze madri, metodi di analisi. Esperienze di Laboratorio (16 h): Standardizzazione di acidi e basi ed applicazioni dei metodi su matrici reali. Equilibri Redox (3 h): Equazione di Nernst. Potenziali elettrodici ed effetti. Titolazioni di ossidoriduzione (3 h):curve di titolazione redox; scelta dell’indicatore (redox o “specifico”); condizioni di titolabilità ed errori; soluzioni standard; (permanganometria, ossidimetria con bicromato, cerimetria, iodimetria e iodometria, bromometria). Laboratorio (2 h teoria): esempi ed applicazioni in laboratorio di metodi ufficiali di analisi su matrici reali. Esperienze di laboratorio (9 h): permanganometria e iodometria, applicazioni su matrici reali. Equilibri di complessazione (4 h): Tipi di complessi. Idrolisi dei metalli. Effetto della forza ionica sulla formazione di complessi e nella idrolisi. Calcolo delle costanti di formazione. Equilibri di complessazione: funzioni di formazione e di distribuzione; effetti della complessazione sulla solubilizzazione dei precipitati. Costanti condizionali. Esercitazioni numeriche Titolazioni complessometriche (3 h): equilibri di complessazione e costanti condizionali; EDTA;curve di titolazione chelometriche; indicatori metallocromici, condizioni di titolabilità ed errori; soluzioni standard. Laboratorio (1 h teoria): metodi ufficiali di analisi su matrici reali. Esperienze di laboratorio (4 h): titolazioni complessometriche con EDTA. Equilibri di precipitazione (3 h): Prodotto di solubilità. Solubilità e precipitazione. Solubilità in funzione della superficie. Solubilità ed acidità. Solubilità e formazione di complessi. Effetto della temperatura, della forza ionica sulla solubilità; effetto dello ione a comune; effetto del pH sulla solubilità di sali di acidi e basi deboli. Esercitazioni numeriche Titolazioni di precipitazione (3 h): curve di titolazione, indicatori, Argentometria: metodi di Mohr, Volhard e Fajans . Laboratorio (1 h teoria): applicazioni in laboratorio di metodi ufficiali di analisi su matrici reali. Esperienze di laboratorio (5 h): determinazione di alogenuri. I principi dell’analisi gravimetrica (1 h teoria): teoria della precipitazione; fattori che influenzano la solubilità di un precipitato; lavaggio; digestione; essiccamento; calcinazione. Precipitazione in fase omogenea. Calcoli ed errori nell’analisi gravimetrica. Esempi ed applicazioni in laboratorio (6 h): determinazione del ferro in un campione reale. Cenni di statistica e validazione del dato analitico (3 h). Trattazione statistica di misure replicate: media e deviazione standard; distribuzione dei dati; t - Student; intervalli di fiducia; cifre significative. Propagazione degli errori: errori casuali e sistematici. Affidabilità dei metodi di analisi: accuratezza, precisione, sensibilità, riproducibilità e specificità. Solventi non acquosi (2 h): effetto livellante dei solventi non acquosi; esempi di titolazioni; equilibri di ripartizione tra fasi. Trattazione unificata di tutti gli equilibri (1 h) I metodi non strumentali dell'analisi chimica. Metodi di estrazione (2h)