Obiettivi formativi
Lo studente conosce i princìpi e le procedure di analisi per la caratterizzazione dei composti chimici, possiede conoscenze di base dell'analisi chimica quantitativa, con riferimento agli aspetti analitici degli equilibri, ed ai metodi di analisi volumetrica. E’ inoltre in grado di eseguire calcoli stechiometrici e operazioni pratiche in relazione alla preparazione di soluzioni a concentrazione nota ed è capace di scegliere ed utilizzare il metodo migliore di separazione, purificazione ed analisi di una miscela
Contenuti dell'insegnamento
Il corso verte sulla trattazione sistematica degli equilibri omogenei ed eterogenei trattati in chiave analitica ed applicati ad analisi quantitative volumetriche, proposte nelle relative esperienze di laboratorio
Programma esteso
Richiami di termodinamica dell’equilibrio chimico, equilibri omogenei ed eterogenei, bilancio di carica, bilancio di massa, effetto dello ione comune. Funzioni di distribuzione, calcolo delle concentrazioni all’equilibrio. Esempi, calcoli.- Richiami sugli equilibri di protonazione, il prodotto ionico dell’acqua, gli acidi e le basi, gli acidi poliprotici, i tamponi, l’idrolisi. I diagrammi di distribuzione degli acidi in funzione del pH. Esempi, calcoli.- Attività: ruolo della forza ionica negli equilibri ionici, coefficienti di attività e loro utilizzo, effetto dello ione estraneo sulla solubilità.- Richiami sulla solubilità dei composti ionici, prodotto di solubilità, effetto dello ione comune. Separazione per precipitazione, solubilità dei sali poco solubili in funzione del pH. Esempi, calcoli.- Richiami sugli equilibri di ossido-riduzione, la serie dei potenziali normali, equazione di Nernst, processi elettromotori e potenziali di cella. Influenza del pH sugli equilibri redox. Esempi, calcoli.- Equilibri di complessazione, complessi chelati, EDTA, effetto del pH sul potere complessante, diagrammi di distribuzione, costanti di formazione condizionali, esempi, calcoli.- Interazioni tra equilibri di solubilità, protonazione, complessazione e redox. Dissoluzione dei precipitati per formazione di complessi. Esempi, applicazioni.- Principi dell’analisi quantitativa. L’analisi volumetrica. Esempi di titolazioni per precipitazione; andamento di una curva di titolazione per precipitazione; titolazioni di miscele; calcolo del punto finale. Titolazioni acido-base. Titolazione di acido forte con base forte; di acido debole con base forte; base debole con acido forte; titolazione dei sistemi diprotici; determinazione del punto di fine della titolazione; indicatori. Titolazioni complessometriche; complessi chelati metallici; effetto di chelazione; EDTA;
curve di titolazione con EDTA; indicatori metallocromici; tecniche di titolazione con EDTA. Titolazioni ossidimetriche. Permanganometria, Iodometria, monitoraggio strumentale, andamento del potenziale redox durante la titolazione, indicatori redox.
Esperienze di Laboratorio:
1)TITOLAZIONE PER PRECIPITAZIONE E VERIFICADELLA ROBUSTEZZA DEL METODO RISPETTO ALLA QUANTITÀ DI INDICATORE
2)DETERMINAZIONE DELLA DUREZZA TOTALE DELL’ACQUA CON EDTA
3)DETERMINAZIONE DELL’ALCALINITA’ E DELLA CO2 LIBERA NELLE ACQUE
4)DETERMINAZIONE DELL’OSSIDABILITA’ DELLE ACQUE SECONDO KUBEL
5)DETERMINAZIONE DELL’OSSIGENO DISCIOLTO SECONDO WINKLER
6)DETERMINAZIONE DEI PRINCIPALI COSTITUENTI DELLE MONETE CONIATE IN “NORDISKT GULD” (10, 20 E 50 EUROCENT)
Bibliografia
D. C. Harris; Chimica analitica quantitativa. Terza edizione italiana condotta sulla nona edizione americana; Ed. ZanichelliP. Michelin Lausarot – G. A. Vaglio; Stechiometria – Guida alla soluzione di problemi di Chimica: Ed. Piccin
Metodi didattici
Lezioni frontali con dimostrazioni alla lavagna sulla trattazione sistematica degli equilibri, compresa la soluzione guidata di problemi di calcolo pertinenti ai suddetti equilibri. Descrizione delle finalità, modalità e procedure di esecuzione delle esperienze di laboratorio proposte.
Modalità verifica apprendimento
Lo studente redige un quaderno di laboratorio, in formato elettronico, nel quale vengono riportati i risultati e le conclusioni delle esperienze di laboratorio svolte. Dopo il superamento della prova scritta, che richiede la soluzione di problemi e quesiti relativi agli equilibri chimici trattati nel corso ed alle loro interazioni reciproche, lo studente viene ammesso alla prova orale, durante la quale si discute la prova scritta, si verificano i dati riportati sul quaderno di laboratorio e si valuta la conoscenza completa degli argomenti svolti.
