Obiettivi formativi
Fornire agli studenti del primo anno i concetti basilari
dell’analisi chimica classica
Contenuti dell'insegnamento
Aspetti analitici dei principi di termodinamica
dell’equilibrio chimico, equilibri omogenei ed eterogenei, funzioni di
distribuzione, calcolo delle concentrazioni all’equilibrio. Attività e
concentrazione. Solubilità dei composti ionici, prodotto di solubilità, effetto
dello ione comune. Precipitazione frazionata a pH controllato. Equilibri di
ripartizione. Aspetti analitici degli equilibri di ossido-riduzione, processi
elettromotori e potenziali di cella. Equilibri di complessazione, complessi chelati, diagrammi di
distribuzione per la complessazione. Interazioni tra equilibri di solubilità,
protonazione, complessazione, estrazione e redox. Applicazioni degli equilibri
omogenei ed eterogenei nella separazione e riconoscimento di cationi ed
anioni: test di reattività in analisi qualitativa classica. Principi dell’analisi
quantitativa. Principi ed applicazioni dell’analisi volumetrica. Titolazioni acidobase,
titolazioni per precipitazione, titolazioni redox, titolazioni
complessometriche. Principi ed applicazioni dell’analisi gravimetrica.
Valutazione dell’errore nelle misurazioni: errori casuali ed errori sistematici.
Esercitazioni di laboratorio
Programma esteso
- Metodi di espressione delle concentrazioni e approfondimento dei calcoli stechiometrici: Molarità e normalità, percentuali in peso e volume parti per milione, passaggio da un espressione di concentrazione all’altra. Calcolo della normalità per reazioni acido-base, redox e di complessazione.
- Principi generali dell’equilibrio chimico, equilibri omogenei e eterogenei: Frazione molare, funzioni di
distribuzione, bilancio di carica e di massa, calcolo delle concentrazioni all’equilibrio con esempi ed esercizi alla lavagna
- Concentrazioni formali e concentrazioni all’equilibrio: Significato di concentrazione formale, ottenimento della concentrazione all’equilibrio di specie implicate in più reazione, approssimazioni delle concentrazioni all’equilibrio e relativi calcoli semplificati. Criteri decisionali per il calcolo completo o semplificato. Esercizi relativi.
- Cenni al chimismo delle soluzioni reali ed ai fattori che possono influenzarle: la forza ionica e il grado di dissociazione, associazione e forze intra e intermolecolari, i soluti non ionici. Attività e concentrazione.
- Equilibri di solubilità: Solubilità dei composti ionici, prodotto di solubilità, effetto dello ione comune, precipitazione frazionata e applicazione alle separazioni in chimica analitica, influenza del pH sulla precipitazione, esempio dei solfuri.
- Equilibri di complessazione: i chelanti, costanti di formazione assolute e condizionali, selettività della complessazione e applicazioni alla chimica analitica, l’EDTA, equilibri di ripartizione e diagrammi di
distribuzione per la complessazione
- Reazioni di ossidoriduzione e relativi aspetti analitici: i casi relativi al sistema delle specie del manganese e del cromo, variazioni del potenziale in funzione delle specie effettivamente presenti in soluzione.
- Equilibri acido-base: diagrammi di distribuzione, il caso delle specie carbonatiche e di quelle del ferro.
- Interazione tra equilibri diversi: Interazioni tra equilibri di solubilità, protonazione, complessazione, estrazione e redox applicazioni alla chimica analitica ossidazione dei solfuri
- Principi dell’ analisi chimica: fasi del processo analitico, fattori di scelta del metodo analitico, suddivisione dei metodi di analisi chimica.
- Reattività e reazioni caratteristiche di alcuni cationi e anioni: Applicazioni degli equilibri omogenei ed eterogenei nella separazione e riconoscimento di cationi ed anioni: test di reattività in analisi qualitativa classica
- Analisi per via volumetrica e cenni di analisi gravimetrica Titolazioni acido-base, titolazioni per precipitazione, titolazioni redox, titolazioni complessometriche. Criteri di scelta e caratteristiche deli indicatori del punto di equivalenza. Principi ed applicazioni dell’analisi gravimetrica
- Metodi di analisi: metodi interni, di riferimento e ufficiali, cenni del processo di validazione.
- Cenni di elettrochimica e potenziometria: processi elettromotori e potenziali di cella, classificazione degli elettrodi, elettrodi di riferimento, elettrodo a vetro.
- Esercitazioni di Laboratorio e redazione del relativo quaderno, metodi ufficiali per l’analisi delle acque
Bibliografia
D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, Fondamenti di
Chimica Analitica EdiSES, Napoli; D.C. Harris, Chimica Analitica Quantitativa,
Zanichelli, Bologna
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercizi (7 crediti);
Esercitazioni di laboratorio (2 crediti)
