Insegnamenti e programmi

 

SC/0004 - CHIMICA ANALITICA AMBIENTALE

Anno Accademico ​2021/2022

Docente
DAVIDE ​ATZEI (Tit.)
MARZIA ​FANTAUZZI
Periodo
Secondo Semestre ​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale ​
Lingua Insegnamento
ITALIANO ​



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/69] ​ ​SCIENZE CHIMICHE [69/00 - Ord. 2019] ​ ​PERCORSO COMUNE656
Obiettivi

Coerentemente con gli obiettivi del Corso di Studi, gli obiettivi formativi del corso di Chimica Analitica Ambientale sono declinabili in base ai Descrittori di Dublino secondo le schema seguente:


Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente acquisirà conoscenze circa le principati fonti di inquinamento ambientale e i principali metodi di analisi per l‘ identificazione e la quantificazione dei contaminanti, i metodi di campionamento, la conservazione e il pretrattamento del campione. Sarà capace di comprendere testi complessi , in particolare articoli scientifici.


Conoscenza e capacità di comprensione applicate: lo studente sarà in grado di proporre le strategie di campionamento, conservazione ed eventuale pretrattamento del campione, nonchè metodi di analisi più adatti al quantificare particolari analiti in matrici complesse come quelle ambientali (acque, suoli, aria) tenendo conto di regolamenti, norme e leggi vigenti.
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Autonomia di giudizio: lo studente sarà in grado di individuare la tecnica e il metodo di analisi da prediligere per rispondere a un particolare problema analitico tenuto conto delle performance strumentali determinabili sperimentalmente (intervallo di linearità, limite di rivelabilità, limite di quantificazione). Sarà in grado di valutare la qualità del dato analitico ricorrendo agli strumenti statistici che ritiene più idonei. Dovrà sviluppare lo spirito critico necessario ad interpretare correttamente i risultati di un articolo scientifico in particolare rispetto alla capacità di individuare i parametri critici ai fini della messa a punto di un metodo di analisi di contaminanti ambientali.

Abilità comunicative: lo studente dovrà essere in grado di comunicare in modo efficace le proprie conoscenze, discutere le proprie idee e argomentare le proprie conclusioni utilizzando un linguaggio accurato e proprio della chimica, sia a interlocutori esperti sia a non specialisti.

Capacità di apprendere: Al termine del corso lo studente avrà sviluppato una metodologia di studio che gli permetta di affrontare e di approfondire nuovi argomenti; Saprà utilizzare autonomamente ed in maniera appropriata le fonti di aggiornamento professionale (bibliografia, banche dati, regolamenti Europei e leggi italiane.

Prerequisiti

Lo studente dovrà avere solide basi di chimica analitica e in particolare deve conoscere l’equilibrio chimico, le principali analisi volumetriche, i principi della potenziometria e della conduttimetria, le spettroscopie AAS, AES, ICP-OES, UV-Vis, IR e i principi della cromatografia. Dovrà inoltre conoscere i concetti legati all’analisi statistica degli errori.

Contenuti

Introduzione: Fonti di inquinamento ambientale di acque, aria e materiali solidi (suoli, sedimenti, fanghi e polveri). Aspetti normativi

Breve riepilogo sulle principali tecniche di analisi e sull’analisi dell’errore. Calibrazione e prestazioni degli strumentali dalle curve di calibrazione: intervallo di linearità e limiti di rivelabilità e di quantificazione.

Atmosfera e fondamenti di chimica atmosferica. Inquinanti inorganici (ossidi di carbonio, zolfo, azoto e inquinanti minori). Inquinanti organici e smog fotochimico. Criteri e standard di qualità dell'aria. Materiale particellare aereodisperso. Analisi e monitoraggio degli inquinanti atmosferici. Inquinamento indoor e negli ambienti di lavoro. Teoria e tecniche di campionamento. Normativa in vigore. Metodi e strumentazione in uso nelle centraline automatiche di rilevammento.

Acqua: Campionamento, conservazione e pretrattamenti (filtrazione). Analisi dei solidi totali, dei solidi disciolti e dei solidi sospesi, solidi fissi e volatili. Analisi elettrochimiche: pH, conducibiità, potenziale redox. Ossigeno disciolto, domanda biochimica di ossigeno (BOD) e domanda chimica di ossigeno (COD), Analisi di composti dell’azoto, del fosforo, di metalli pesanti e di oli e grassi.

Suoli, sedimenti, fanghi e polveri: Campionamento e Preparazione del campione; dissoluzione ed estrazione, fusione alcalina, mineralizzazione. Misure di parametri fisici: densità reale e apparente; contenuto d’acqua, perdita per ignizione, dimensioni delle particelle. Analisi elettrochimiche: pH, conducibiità, potenziale redox. Alcalinità, sali solubili, sostanza organica del suolo; analisi di composti dell’azoto e del fosforo; zolfo, cationi scambiabili e capacità di scambio cationico; metalli pesanti.


Metodi Didattici

Il corso è organizzato in lezioni frontali da 45 minuti ed esercitazioni durante le quali gli studenti si troveranno a dover risolvere problemi tratti da casi reali e dovranno individuare eventuali correlazioni tra a concentrazione delle diverse specie.
Se sarà possibile si organizzeranno visite presso laboratori di analisi accreditati per analisi ambientali.

Verifica dell'apprendimento

La prova finale è orale e della durata massima di 45 minuti. Il candidato può iniziare la verifica con la presentazione di un argomento a sua scelta in modo da dimostrare di aver raggiunto la capacità di apprendere anche nuovi temi autonomamente e di saper applicare quanto appreso all'analisi di campioni reali. Il candidato può avvalersi dell’uso di una presentazione Powerpoint e scegliere di presentare e commentare un articolo scientifico sulle tematiche affrontate nel corso.

La prova orale verterà poi sugli argomenti del corso.

Il voto che si riferisce alla prova finale dell’ esame tiene conto dei seguenti fattori:
** Qualità delle conoscenze, abilità, competenze possedute e/o manifestate:
appropriatezza, correttezza e congruenza delle conoscenze, delle abilità e delle competenze
** Modalità espositiva:
a) Capacità espressiva;
b) Utilizzo appropriato del linguaggio specifico della disciplina;
c) Capacità logiche e consequenzialità nel raccordo dei contenuti;
e) Capacità di collegare differenti argomenti trovando i punti comuni e istituire un disegno generale coerente, ossia curando struttura, organizzazione e connessioni logiche del discorso espositivo;
f) Capacità di sintesi anche mediante l’uso del simbolismo proprio della materia e l’espressione grafica di nozioni e concetti, sotto forma per esempio di formule, schemi, equazioni.
** Qualità relazionali:
Disponibilità allo scambio e all’interazione con il docente durante il colloquio.
** Qualità personali:
a) spirito critico;
b) capacità di autovalutazione.

Il punteggio della prova d’esame è attribuito in trentesimi sulla base della seguente scala di valutazione dell’apprendimento.
a) Sufficiente (da 18 a 20/30)
Il candidato dimostra poche nozioni acquisite, livello superficiale, molte lacune, capacità espressive modeste, ma comunque sufficienti a sostenere un dialogo coerente; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di livello elementare; scarsa capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piuttosto stentata; scarsa interazione con il docente durante il colloquio.
b) Discreto (da 21 a 23)
Il candidato dimostra discreta conoscenza di nozioni, ma scarso approfondimento, poche lacune; capacità espressive più che sufficienti a sostenere un dialogo coerente; accettabile padronanza del linguaggio scientifico; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di moderata complessità; più che sufficiente capacità di sintesi e capacità di espressione grafica accettabile.
c) Buono (da 24 a 26)
Il candidato dimostra di possedere un bagaglio di nozioni piuttosto ampio, moderato approfondimento, con piccole lacune; soddisfacenti capacità espressive e significativa padronanza del linguaggio scientifico; capacità di dialogo e spirito critico ben rilevabili; buona capacità di sintesi e capacità di espressione grafica più che accettabile.
d) Ottimo (da 27 a 29)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso, ben approfondito, con lacune marginali; notevoli capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; notevole capacità di dialogo, buona competenza e rilevante attitudine alla sintesi logica; elevate capacità di sintesi e di espressione grafica.
e) Eccellente (30)
Il candidato dimostra di possedere una conoscenza molto estesa e approfondita, eventuali lacune irrilevanti; elevate capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; ottima capacità di dialogo, spiccata attitudine a compiere collegamenti tra argomenti diversi; ottima capacità di sintesi e grande dimestichezza con l’espressione grafica.
La lode si attribuisce a candidati nettamente sopra la media, e i cui eventuali limiti nozionistici, espressivi, concettuali, logici risultino nel complesso del tutto irrilevanti.

Testi

1. M. Radojevic, V.N. Bashkin, Practical Environmental Analysis, 2nd Edition, RSC Publishing
2. F.W. Fifield, P.J. Haines, Environmental Analytical Chemistry, 2nd Edition, Blackwell Science
(questo testo contiene una prima parte in cui vengono riepilogate le principali tecniche di analisi)

Testi di Chimica Analitica
1. J.F. Holler, S.R. Crouch, Fondamenti di Chimica Analitica di Skoog and West, 3° Edizione, EdiSES ed.
2. D.C: Harris, Chimica Analitica Quantitativa, 3° Edizione, Zanichelli ed.
3.D.S. Hage, J.D. Carr, Chimica Analitica e Analisi quantitativa, Piccin ed.

Verranno fornite dal docente le dispense per i vari argomenti trattati.

Altre Informazioni

Le diapositive delle lezioni e gli articoli di approfondimento sono a disposizione di tutti gli studenti che ne facciano richiesta.

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