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Oggetto:
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Chimica Analitica dei Materiali

Oggetto:

Analytical chemistry for material science

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
MFN1269
Docenti
Silvia Berto (Titolare)
Alessandra Bianco Prevot (Titolare)
Enrico Prenesti (Titolare)
Corso di studio
Scienza e Tecnologia dei Materiali [008716]
Anno
3° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
CHIM/01 - chimica analitica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Frequenza alle lezioni facoltativa. Frequenza al laboratorio obbligatoria
Tipologia esame
Orale
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

L'obiettivo principale è sviluppare la capacità di scelta di un metodo analitico, considerando lo scopo dell'analisi, la strumentazione disponibile e relative prestazioni, il tempo e i costi.

Un ulteriore obiettivo riguarda la capacità di utilizzare le conoscenze di chimica inorganica, organica e chimica fisica per scegliere e ottimizzare una strategia analitica corretta.

Sarà altresì un obiettivo saper discutere criticamente il risultato ottenuto.

The main goal is to develop the skill to choose an analytical strategy, taking into account the objective of the analysis, the laboratory instruments and their performances, the working time and the budget.

A second mission is the ability to connect concepts coming fron inorganic, organic and physical-chemistry to choose and properly  to plan a good  analytical procedure.

A further mission will be the ability to critically discuss the obtained result.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine dell'insegnamento gli studenti/le studentesse dovrebbero conoscere i fondamenti e le applicazioni all'analisi chimica dei materiali, delle metodologie analitiche classiche (equilibri chimici e volumetria), delle spettroscopie atomiche e molecolari e delle metodologie separative strumentali. Possiederanno, inoltre, le conoscenze necessarie per la scelta del metodo analitico ottimale e per la trattazione statistica dei risultati.

 

L'insegnamento mira all'acquisizione di un bagaglio di conoscenze chimico-analitiche necessarie a sviluppare le seguenti competenze:

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: 

- descrivere le fasi in cui si articola una procedura analitica

- conoscere le tecniche di pretrattamento per la solubilizzazione di analiti inorganici e/o organici presenti in diverse tipologie di materiali

- conoscere i fondamenti e l'applicazione nell'analisi chimica degli equilibri in soluzione

- comprendere il funzionamento della principale strumentazione in ambito spettrofotometrico e cromatografico e sapere individuare le tecniche adeguate in funzione degli analiti 

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

Alla fine di questo insegnamento la componente studentesca saprà utilizzare la conoscenza di base acquisita nel campo dei metodi chimico-analitici per svolgere l'analisi chimica di un materiale.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO:

- valutare la bontà di un metodo di analisi relativamente alle sue prestazioni 

- valutare i dati ottenuti durante le esperienze in laboratorio in funzione dell'obiettivo dell'analisi

ABILITÀ COMUNICATIVE:

- essere in grado di stilare una relazione che sintetizzi e analizzi in modo critico i dati ottenuti in laboratorio

- essere in grado di discutere le tematiche affrontate a lezione

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO

La componente studentesca sarà in grado di proseguire il suo percorso formativo a ò.

Oggetto:

 

 

At the end of the course students are expected to have a basic knowledge of chemical equilibria in solution and their effect on the chemical analysis. Moreover they should know principle and application of molecular and atomic spectroscopies, and instrumental separation techniques. Criteria for the selection and optimization of a method of analysis, from sampling to data analysis will be a further learning result, together with the ability to analyze the obtained results following a statistical approach.

The course aims at acquiring a wealth of chemical-analytical knowledge necessary to develop the following skills:
KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING:

- describe the phases in which an analytical procedure is articulated

- know the pre-treatment techniques for the solubilization of inorganic and/or organic analytes present in different types of materials

- know the fundamentals and the application in the chemical analysis of solution equilibria

- understand the operation of the main instrumentation in the spectrophotometric and chromatographic fields and know how to identify the appropriate techniques according to the analytes

ABILITY TO APPLY KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

At the end of this course, students will be able to use the basic knowledge acquired in the field of chemical-analytical methods to carry out the chemical analysis of a material.

MAKING JUDGMENTS:

- evaluate the goodness of an analysis method in relation to its performance

- evaluate the data obtained during laboratory experiments according to the objective of the analysis

COMMUNICATION SKILLS:

- be able to draw up a report that summarizes and critically analyzes the data obtained in the laboratory

- be able to discuss the topics covered in class

LEARNING ABILITY

The student component will be able to continue their training

Oggetto:

Programma

Lezioni

Il problema analitico dal campionamento al risultato significativo.
L'equilibrio chimico.

Costanti di dissociazione. Equilibrio acido-base; concetto di pH.

Formazione di complessi in soluzione. Costanti di stabilità. Costanti condizionali.
Solubilità ed equilibri eterogenei solido-soluzione. Fenomeni di adsorbimento.
Equilibri redox.
Le tecniche volumetriche, cenni.
La determinazione potenziometrica del pH; l'elettrodo di vetro ione-selettivo. 
La spettrofotometria di assorbimento UV-vis (approccio quantitativo)
Precisione e accuratezza di una misura, individuazione e trattamento dell' errore.
Campionamento e pre-trattamenti del campione. Disgregazione di una matrice solida.

Applicazioni alla chimica analitica dell'estrazione con solvente.
Analisi elementare inorganica: spettroscopia di assorbimento ed emissione atomica, spettroscopia di emissione atomica con plasma ad accoppiamento induttivo : teoria ed applicazioni
Laser Induced Breakdown Spectroscopy: teoria e applicazioni. 
Metodi cromatografici: principi e applicazioni di cromatografia liquida e gascromatografia nell'analisi dei materiali
Introduzione alla spettrometria di massa ed accoppiamento ICP-MS e GC-MS.


Esercitazioni in laboratorio:
Campionamento e solubilizzazione di materiali. Quantificazione di sostanze con spettroscopia Uv-Vis. Analisi elementare con spettroscopia atomica. Separazione e analisi di sostanze  mediante cromatografia liquida.  

 

Lessons
The analytical problem from sampling to result.
The chemical equilibrium. Dissociation constants. Acid-basic equilibrium; the pH concept. Complex formation in solution. Stability constants. Conditional constants.
Solubility. Adsorption phenomena.
Redox equilibrium.
Volumetric techniques, generality.
The potentiometric technique for pH measurement; the glass ion-selective electrode.

UV-VIS absorption spectrophotometry (quantitative approach)
Precision and accuracy of a measurement, error definition, detection and treatment.
Sampling and sample pre-treatment. Analytical  applications of solvent extraction.
Inorganic elemental analysis: atomic absorption and emission spectroscopy, atomic emission spectroscopy with inductively coupled plasma. Theory and applications.
Laser induced breakdown spectroscopy: theory and applications.
Organic elemental analysis: principles, instrumentation and applications
Chromatographic methods: principles and applications of liquid chromatography and gas chromatography analysis in the analysis of materials
Introduction to mass spectrometry and to ICP-MS and GC-MS.


Laboratory experiments:
Sampling and dissolution of a material.
Quantitative analysis with UV-VIS spectroscopy.
Elemental analysis with atomic spectroscopy.
Separation and analysis of organic substances by liquid chromatography. 

Oggetto:

Modalità di insegnamento

La metodologia didattica consiste in lezioni frontali (CFU 6,5), attività di laboratorio (CFU 1,5). La partecipazione alle lezioni è facoltativa, mentre si richiede la partecipazione obbligatoria ad almeno il 70% delle ore di laboratorio.

Il materiale diattico verrà caricato sulla piattaforma Moodle nelle pagine relative al corso.

Per svolgere l'attività di laboratorio si organizzeranno gruppi di lavoro i cui membri dovranno cooperare per raggiungere l'obiettivo analitico richiesto.

The teaching method consists of lectures (6.5 CFU) and in laboratory practice (1.5 CFU). The participation to the lectures is optional, while the participation to the 70% of the hours of the laboratory is mandatory.

The didactic material will be uploaded to the Moodle platform on the course pages.
To carry out the laboratory activity, working groups will be organized whose members must cooperate to achieve the required analytical objective and to compile the laboratory report.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'attività di laboratorio verrà documentata con la compilazione di una relazione scritta che dovrà essere consegnata con almeno una settimana d'anticipo rispetto all'esame; la valutazione della relazione sarà qualitativa.

La verifica dell'apprendimento avverrà con un esame orale e il voto sarà espresso il trentesimi.

Durante la prova saranno verificate le conoscenze dello studente riguardo le modalità analitiche proposte a lezione e sarà verificata la sua capacità di illustrare l'attività di laboratorio, a partire dalla relazione scritta, considerata parte integrante dell'esame. Verrà richiesto allo/a studente/studentessa di elaborare in modo critico sia le informazioni ricevute, sia i risultati ottenuti in laboratorio.

The laboratory activity will be documented by compiling a written report which must be delivered at least one week before the exam; the evaluation of the report will be qualitative.

The verification of learning will take place with an oral exam and the vote will be expressed on the thirtieth.

During the test, the student's knowledge of the analytical methods proposed in class will be verified and the ability to illustrate the laboratory activity will be verified, starting from the written report, considered an integral part of the exam. The student will be asked to critically process both the information received and the results obtained in the laboratory.

Testi consigliati e bibliografia



Oggetto:
Libro
Titolo:  
Chimica Analitica Quantitativa
Anno pubblicazione:  
2018
Editore:  
Zanichelli
Autore:  
Harris
Obbligatorio:  
No
Oggetto:

 

Testi consigliati e bibliografia

 

  • Italiano
  • English

 

I testi base consigliati per il corso sono:

D. Harris, Chimica Analitica Quantitativa, Zanichelli

Di Marco, Pastore, Bombi, Chimica Analitica, EdiSES (parte su equilibri e titolazioni) oppure Harris, Chimica Analitica Quantitativa, Zanichelli

Skoog, Holler, Crouch, CHIMICA ANALITICA STRUMENTALE, EdiSES (aspetti di chimica strumentale)

Viene fornita copia del materiale didattico di supporto presentato durante le lezioni.

The suggested text books are the followings:

D. Harris, Chimica Analitica Quantitativa, Zanichelli

Di Marco, Pastore, Bombi, Chimica Analitica, EdiSES (equilibrium and titrations) or Harris, Chimica Analitica Quantitativa, Zanichelli
Skoog, Holler, Crouch, CHIMICA ANALITICA STRUMENTALE, EdiSES (instrumental aspects).


Copy of the material used during the lessons will be made available.



Oggetto:

Orario lezioniV

Lezioni: dal 01/10/2020 al 22/01/2021

Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    29/09/2020 alle ore 00:00
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 09/10/2023 14:33
    Location: https://stmateriali.campusnet.unito.it/robots.html
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