Insegnamenti e programmi

 

343 - CHIMICA ANALITICA

Anno Accademico ​2016/2017

Docente
PIERLUIGI ​CABONI (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre ​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale ​
Lingua Insegnamento
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Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[50/21] ​ ​CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE [21/00 - Ord. 2014] ​ ​PERCORSO COMUNE756
Obiettivi

Questo insegnamento ha come obiettivo quello di fornire ai discenti le conoscenze di base relative alla chimica analitica, alle caratteristiche degli equilibri acido-base, di formazione di complessi e di precipitati e la loro applicazione alle analisi volumetriche e strumentali per definire le specie chimiche presenti in soluzione e determinarne la loro concentrazione.
Inoltre, l’insegnamento fornisce i principi di funzionamento delle principali piattaforme analitiche e le loro applicazioni in campo ambientale e biologico, con particolare riferimento alle tecniche spettroscopiche e cromatografiche.
Infine si forniscono le conoscenze di base per l'utilizzo di metodi statistici e chemiometrici univariati e multivariati nella elaborazione e valutazione dei dati. Si daranno dei brevi cenni sulla metabolomica e sulle sue applicazioni.

Prerequisiti

Chimica generale e inorganica.

Contenuti

Concetti Fondamentali: Definizione e finalità della chimica analitica. Gli stadi di un’analisi chimica. La chimica analitica scienza metrologica: unità fondamentali del sistema internazionale; unità di concentrazione; il calcolo e le cifre significative in relazione alla incertezza (strumentale); conoscenza del calcolo scientifico. Classificazione dei metodi di analisi.
Elaborazione dei risultati sperimentali: Statistica, Chemiometria e Metodologia della sperimentazione. Definizione e scopi. Gli errori nell’analisi chimica: errori sistematici, casuali e grossolani; errore assoluto, errore relativo ed errore relativo percentuale; incertezza assoluta e relativa; distribuzione della probabilità.
Figure di merito di un metodo di analisi: sensibilità, selettività, intervallo dinamico, robustezza.
Caratteristiche dei risultati di un’analisi: accuratezza, precisione, rappresentatività, esattezza. Calcolo dell’incertezza associata ad una misurazione analitica. Test recupero e test diluizione.
Statistica descrittiva: valore medio di una serie di dati, moda e mediana, media ponderata; deviazione standard, deviazione standard relativa e coefficiente di variazione, intervallo di confidenza. Test statistici: t-Test, F test, test di Dixon (Q-test). Metodi di taratura/calibrazione: standard esterni, standard interni; la regressione univariata e sue caratteristiche statistiche; metodo della aggiunta e delle aggiunte standard.
Chimica Analitica delle reazioni: Attività e concentrazione: forza ionica; concetto di attività; calcolo dei coefficienti di attività. Trattamento sistematico dell’equilibrio chimico. Equilibri in soluzione. Principi delle tecniche volumetriche di analisi.


Analitica strumentale
Concetti di base : Il segnale analitico, aspetti qualitativi e quantitativi: il rapporto segnale-rumore; cause di rumore; metodi di eliminazione del rumore. Gli strumenti per l’analisi chimica: principi della chimica analitica strumentale; componenti comuni alla maggior parte degli strumenti.
Spettroscopia Atomica e Molecolare: Descrizione di radiazione elettromagnetica. Interazione tra radiazione elettromagnetica e materia: assorbimento ed emissione, livelli energetici e transizioni. Aspetti qualitativi e quantitativi: spettri di assorbimento ed emissione; legge di Lambert-Beer. Spettroscopia di assorbimento ed emissione atomica: principi e strumentazione. Atomizzatore a fiamma, elettrotermico, a plasma (ICP). Applicazioni. Spettroscopia di assorbimento molecolare (UV-Vis): principi e strumentazione. Definizione di gruppo cromoforo. Applicazioni. Spettroscopia di emissione molecolare: principi e strumentazione. Fotoluminescenza e biochemiluminescenza. Applicazioni.
Cromatografia: Principi di cromatografia. Cromatografia liquida. Gas-cromatografia. Accoppiamento tra cromatografia e spettrometria di massa.

Metodi Didattici

L'insegnamento si articola in 56 ore di didattica frontale che avverrà con l'ausilio di proiezioni di slides. Durante le lezioni, oltre a trattare aspetti teorici, si risolveranno esercizi sugli equilibri in soluzione simili agli esercizi proposti nell'esame scritto. Gli studenti sono incoraggiati a porre domande ed hanno la possibilità di concordare colloqui individuali con il docente e visitare i laboratori di ricerca per osservare le diverse piattaforme analitiche.

Verifica dell'apprendimento

L'esame è costituito da due prove:
- una prova scritta relativa allo studio degli equilibri in soluzione, comprendente: tre/quattro esercizi stechiometrici.
- una prova orale sulle tecniche di analisi chimica strumentale e sulla incertezza analitica. Preliminarmente lo studente dovrà dimostrare di aver compreso gli eventuali errori commessi durante la prova scritta. La valutazione complessiva dell’esame è costituita dalla media aritmetica delle due prove.

Testi

D.A. Skoog, D.M.West, “Fondamenti di Chimica Analitica”, Ed. Edises

D.C. Harris, “Chimica Analitica Quantitativa”, Ed. Zanichelli

D.A. Skoog, F.J. Holler, S.R. Crouch “Chimica analitica strumentale”, Ed. Edises

Altre Informazioni

Le slides delle lezioni verranno fornite agli studenti alla fine del corso.

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