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Oggetto:
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Chimica Analitica dei Materiali

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Analytical chemistry for material science

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Anno accademico 2016/2017

Codice dell'attività didattica
MFN1269
Docenti
Prof. Pier Giuseppe Daniele (Titolare del corso)
Prof. Alessandra Bianco Prevot (Titolare del corso)
Dott. Silvia Berto (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
Prerequisiti
Chimica generale ed inorganica. Fondamenti di spettroscopia.
General and inorganic chemistry. Fundament of spectroscopy.
Propedeutico a
Corsi di tipo analitico nell'indirizzo di beni culturali
Analytical courses in the address of the cultural heritage
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

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

Un ulteriore obiettivo riguarda la capacità di utilizzare le conoscenze di chimica inorganica, organica e fisica per scegliere ed 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 results

 

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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.

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, electrochemical methods related to corrosion problems, fundamentals of mass spectrometry 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

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Modalità di insegnamento

La metodologia didattica consiste in lezioni frontali (CFU 6; N. ore 48) e in attività di laboratorio (CFU 2; N. ore 32). La partecipazione alle lezioni è facoltativa, mentre si richiede la partecipazione obbligatoria ad almeno l’80% delle ore di laboratorio.

The teaching method consists of lectures (6 CFU; 48 Hours) and in laboratory practice (2 CFU; 32 Hours). The participation to the lectures is optional, while the participation to the 80% of the hours of the laboratory is mandatory.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avverrà con la compilazione di una relazione scritta sull’attività di laboratorio e con lo svolgimento di una prova orale. La relazione scritta dovrà essere consegnata con qualche giorno d’anticipo rispetto alla data d’esame. 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 studente di elaborare in modo critico sia le informazioni ricevute, sia i risultati ottenuti in laboratorio.

The evaluation of the learning process will take place with the compilation of a laboratory report and with an oral test. The report must be submitted to the teachers with a few days in advance of the exam date. The evaluation will be expressed out of thirty.

During the exam the student's knowledge about the analytical methods presented during the lessons and their ability to illustrate the activities of the laboratory will be checked. The report about the laboratory practice will be discussed as relevant aspect to evaluate the student ability to critically elaborate the information received and the results obtained.

 

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Attività di supporto

I docenti saranno a disposizione degli studenti, previa richiesta di appuntamento, sia nella fase di studio, sia nella fase di elaborazione critica dell’attività svolta, propedeutica alla preparazione della relazione scritta.

Teachers will be available to students to help them in the study of the different topics and  in the critical elaboration of the analytical results necessary for the compilation of the laboratory report.

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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
S e p a r a z i o n e  e  a n a l i s i  d i  s o s t a n z e  c o n c r o m a t o g r a f i a  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 spectrometry

 

Testi consigliati e bibliografia

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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.

The suggested text books are the followings:
E. Prenesti, P.G. Daniele, CHIMICA ANALITICA, Ed. Levrotto & Bella,
Torino, 2001
D. Skoog, J.Leary, CHIMICA ANALITICA STRUMENTALE, EdiSES
Copy of the material used during the lessons will be made available

 



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Orario lezioni

Lezioni: dal 28/09/2016 al 20/01/2017

Nota: Per l'orario dettagliato consultare la pagina "Orario Lezioni"
http://stmateriali.campusnet.unito.it/do/lezioni.pl

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Ultimo aggiornamento: 16/05/2016 11:37