- Oggetto:
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Chimica Analitica dei Materiali
- Oggetto:
Analytical chemistry for material science
- Oggetto:
Anno accademico 2013/2014
- Codice dell'attività didattica
- MFN1269
- Docenti
- Prof. Pier Giuseppe Daniele (Titolare del corso)
Prof. Alessandra Bianco Prevot (Titolare del corso) - Corso di studi
- Scienza e Tecnologia dei Materiali
- Anno
- 2° anno
- Periodo didattico
- Primo semestre
- Tipologia
- Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 8
- SSD dell'attività didattica
- CHIM/01 - chimica analitica
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Frequenza alle lezioni facoltativa. Frequenza al laboratorio obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Orale
- Modalità d'esame
- 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 - Prerequisiti
- 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 - Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
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:
Risultati dell'apprendimento attesi
Al termine del corso gli studenti dovrebbero 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:
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
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)
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 .
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
Generality of the electrode. The Butler-Volmer equation. Introduction to the corrosion of metallic materials.
The potentiometric technique. pH measurements and other ion-selective electrodes.
Optical and electrochemical sensors.
UV-VIS absorption spectrophotometry and molecular fluorescence (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, 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 spectrometryTesti 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.
- Oggetto:
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
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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