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Oggetto:
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Chimica Analitica dei Materiali

Oggetto:

Anno accademico 2011/2012

Codice dell'attività didattica
MFN1269
Corso di studi
Scienza e Tecnologia dei Materiali
Anno
2° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD dell'attività didattica
CHIM/01 - chimica analitica
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Al termine del corso gli studenti dovranno conoscere fondamenti ed applicazioni all’analisi chimica dei materiali delle metodologie analitiche classiche (equilibri chimici e volumetria), delle spettroscopie atomiche e molecolari, della spettrometria di massa, delle metodologie elettrochimiche (con particolare riferimento ai fenomeni di corrosione) e delle metodologie separative strumentali. Possiederanno inoltre le conoscenze necessarie per la scelta del metodo analitico ottimale e per la trattazione statistica dei risultati.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

L’allievo dovrà essere in grado di valutare un protocollo di analisi per un materiale, dal campionamento, alla preparazione del campione, alla scelta del metodo fino alla discussione critica del risultato ottenuto.

Dovrà quindi essere in grado di ottimizzare le condizioni sperimentali sulla base degli equilibri coinvolti e valutare le diverse metodiche sulla base del loro campo di applicazione, delle loro potenzialità e dei loro limiti

Oggetto:

Programma

Lezioni

Il problema analitico dal campionamento al risultato significativo.

L’equilibrio chimico. Costanti di dissociazione. Formazione di complessi in soluzione. Costanti di stabilità. Costanti condizionali.

Solubilità. Fenomeni di adsorbimento.

Equilibri redox.

Le tecniche volumetriche

Precisione e accuratezza di una misura, individuazione e trattamento dell’errore.

Campionamento e pre-trattamenti del campione. Applicazioni alla chimica analitica dell’estrazione con solvente

Generalità di elettrodica. L’equazione di Butler-Volmer. Cenni allo studio della corrosione dei materiali metallici.

La tecnica potenziometrica. Misure di pH. Altri elettrodi iono-selettivi.

Sensori ottici ed elettrochimici.

La spettrofotometria di assorbimento UV-vis e Fluorescenza molecolare (Approccio quantitativo)

Analisi elementare inorganica: spettroscopia di assorbimento ed emissione atomica, spettroscopia di emissione atomica con plasma ad accoppiamento induttivo e cenni di spettroscopia di massa con ionizzazione al plasma: teoria ed applicazioni

Laser Induced Breakdown Spectroscopy:teoria ed applicazioni

Analisi elementare organica: principi, strumentazione ed applicazioni

Metodi cromatografici: principi ed applicazioni di cromatografia liquida e gascromatografia nell’analisi dei materiali

Introduzione alla spettrometria di massa per l’analisi di molecole organiche

Esercitazioni in laboratorio:

Campionamento e solubilizzazione di materiali ceramici, metallici, vetri.

Quantificazione di sostanze con spettroscopia Uv-Vis.

Analisi elementare con spettroscopia atomica

Separazione e analisi di sostanze con cromatografia e/o gascromatografia-MS

 

Lessons

The analytical problem from sampling to result.

The chemical equilibrium. Dissociation constants. Complex formation in solution. Stability constants.

Conditional constants.

Solubility. Adsorption phenomena.

Redox equilibrium.

Volumetric techniques

Precision and accuracy of a measurement, error definition, detection and treatment.

Sampling and sample pre-treatment. Analytical applications of solvent extraction

Principles of electrodics. The Butler-Volmer equation. An outline of the corrosion of metallic materials.

The potentiometric technique. Glass electrode for pH measurements and other ion-selective electrodes.

Optical and electrochemical sensors.

UV-VIS absorption spectrophotometry and molecular fluorescence (quantitative approach)

Inorganic elemental analysis: atomic absorption and emission spectroscopy, atomic emission spectroscopy with inductively coupled plasma, and introduction to inorganic mass spectrometry. 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 for the analysis of organic molecules

Laboratory experiments:
Sampling and dissolution of a material (ceramic, metal, glass).

Quantitative analysis with UV-VIS spectroscopy.

Elemental analysis with atomic spectroscopy

Separation and analysis of substances by liquid chromatography and/or gas chromatography-mass spectrometry.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

I testi base consigliati per il corso sono:

E. Prenesti, P.G. Daniele, CHIMICA ANALITICA, Ed. Levrotto & Bella, Torino, 2001

D. Skoog, J.Leary, CHIMICA ANALITICA STRUMENTALE, EdiSES

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



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Note

Tipologia Insegnamento 

La metodologia didattica impiegata consiste in lezioni frontali per un totale di 48 ore ed in esercitazioni in laboratorio per un totale di 32 ore

Modalità dell'esame 

L'esame è di norma orale e viene richiesto allo studente:

  • di illustrare i  principi di una o più tecniche di analisi e di ipotizzarne le applicazioni.
  • di risolvere un problema analitico in termini di ottenimento del campione, scelta di un opportuno metodo di analisi , definizione delle condizioni operative ed utilizzazione critica dei dati ottenuti.
  • di discutere le esperienze di laboratorio ed i risultati ottenuti

Propedeuticità

- Costituiscono un pre-requisito per il corso i seguenti argomenti:

- Elementi e composti chimici; nomenclatura, proprietà, reattività

- Nomenclatura e proprietà delle principali classi di composti organici

- Termodinamica  chimica

- Aspetti teorici e chimico fisici delle tecniche spettroscopiche

Frequenza

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria. La frequenza ai corsi di laboratorio è obbligatoria e non può essere inferiore al 70% delle ore previste.

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Ultimo aggiornamento: 20/07/2012 16:06