UniCa Chimica Didattica Insegnamenti

Insegnamenti

Seleziona l'Anno Accademico:     2016/2017 2017/2018 2018/2019 2019/2020 2020/2021 2021/2022
Docente
ANTONELLA ROSSI (Tit.)
TIZIANA PIVETTA
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[60/58]  CHIMICA [58/00 - Ord. 2017]  PERCORSO COMUNE 12 120

Obiettivi

Coerentemente con gli obiettivi formativi del Corso di Laurea in Chimica i risultati dell'apprendimento del corso sono declinabili in base ai Descrittori di Dublino secondo lo schema seguente:
- Conoscenza e capacità comprensione: Il modulo 1 denominato Chimica Analitica 2 ha l'obiettivo di far acquisire allo studente le conoscenze di base di Chimica Analitica Strumentale in particolare di Elettroanalitica: potenziometria e conduttimetria e di Spettroscopia Analitica: spettroscopia di assorbimento atomico (AAS), spettroscopia di emissione atomica (EAS), spettroscopia di emissione atomica con plasma ad accoppiamento induttivo (ICP-AES) con cenni di ICP-MS e per la caratterizzazione molecolare la spettroscopia UV- Visibile. Lo studente avrà le conoscenze necessarie per la comprensione e l'analisi statistica dei risultati ottenuti in laboratorio e sarà in grado di scegliere e usare le tecniche analitiche più adatte alla caratterizzazione delle sostanze nei vari ambiti: da quello ambientale a quello dei materiali. Conoscerà gli elementi del calcolo dell'errore e della qualità del dato analitico. Il Laboratorio di Chimica Analitica 2 ha l'obiettivo di far acquisire allo studente le competenze relative all'uso di piccola e media strumentazione di laboratorio e alle norme di sicurezza in un laboratorio di chimica analitica strumentale.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione: Lo studente acquisirà la capacità di far riferimento alla legislazione vigente per utilizzare, interpretare ed eseguire protocolli analitici; descrivendone con rigore matematico i risultati; - Possederà le informazioni necessarie per modificare le condizioni sperimentali al fine di migliorare i limiti di rivelabilità e di quantificazione. Lo studente saprà applicare i metodi spettroscopici, elettroanalitici e le tecniche separative all'analisi di campioni reali dal campo ambientale a quello dei materiali. Saprà calcolare l'errore e l'intervallo di confidenza delle misurazioni effettuate.
Autonomia di giudizio: Lo studente sarà in grado di analizzare criticamente quando applicare le tecniche elettro-analitiche e quelle spettroscopiche identificandone pregi e limiti anche riferendosi ai metodi di campionamento e di preparazione del campione, di giudicare in modo autonomo la validità di un dato analitico sulla base della tecnica utilizzata, la problematica affrontata e di applicare quando necessario l analisi statistica dei dati. Lo studente, al termine del corso, saprà procurarsi, autonomamente, informazioni bibliografiche: saprà far riferimento a regolamenti, norme, leggi e articoli scientifici per progettare ed eseguire unattività di tipo analitico che richieda l'uso della strumentazione scientifica e di eseguire la taratura e l'elaborazione dei dati sperimentali con il ricorso ai più comuni strumenti informatici.
Abilità nella comunicazione: Lo studente sarà in grado di esprimersi utilizzando l'appropriata terminologia della chimica analitica e avrà la capacità di comunicare le informazioni, discutere le proprie idee, sollevare problemi e proporre soluzioni. Sarà in grado altresì di articolare e strutturare con rigore un discorso su un tema che gli viene proposto e saprà comunicare le conoscenze e le conclusioni sia ad un uditorio di esperti sia ad uditorio di non specialisti. Svilupperà la capacità di lavorare in gruppo.
Capacità di apprendimento: Al termine del corso lo studente avrà sviluppato una metodologia di studio che gli permetta di affrontare e di approfondire nuovi argomenti; saprà gestire il tempo per l'esecuzione delle analisi. Saprà utilizzare autonomamente ed in maniera appropriata le fonti di aggiornamento professionale (bibliografia, banche dati, regolamenti Europei e leggi italiane) e saprà scrivere un certificato di analisi.

Prerequisiti

Lo studente deve avere una solida conoscenza di base di Chimica Generale e Inorganica, Chimica Analitica e laboratorio 1 nonché di Matematica e Fisica.

Contenuti

Il corso è diviso in due moduli:
modulo di teoria (6 cfu frontali + 1 cfu laboratorio, 60 ore totali)
modulo di laboratorio (3 cfu frontali + 3 cfu laboratorio, 60 ore totali).

Introduzione alla Chimica Analitica Strumentale. Stadi di un'analisi chimica; norme ed enti; normativa e legislazione per analisi di campioni reali uso della letteratura chimica per la risoluzione di problemi analitici. La qualità del dato analitico: Grandezze fisiche; Metodo di misura diretto ed indiretto; Strumenti e loro caratteristiche; soglia, portata e sensibilità degli strumenti; Tipi di errore; Errori Massimi; propagazione degli errori massimi; Cifre significative; Errori casuali: giustificazione della media; scarti; frequenza e distribuzione degli scarti; funzione di Gauss; valore medio e deviazione standard; coefficiente di variazione; accuratezza, precisione, ripetibilità e riproducibilità delle misure; livelli di fiducia; verifica di ipotesi: confronto di una media con un valore noto; confronto delle medie di due campioni; test per la eliminazione dei dati sospetti; limiti di rilevabilità e di quantificazione; metodo dei minimi quadrati e curve di calibrazione; l'errore sulla pendenza e sull'intercetta. Gestione dei fogli elettronici per la preparazione delle soluzioni e per la costruzione della retta di taratura.
Elettroanalitica - Conduttimetria - Richiamo alle leggi di Ohm; Conducibilità elettrica delle soluzioni; conducibilità equivalente e legge di Kolrausch; equazione di Onsager; il conduttimetro; le celle conduttimetriche; esempi di applicazione delle misure di conducibilità in campo industriale. Manutenzione e controllo della strumentazione e della cella conduttimetrica.
Potenziometria - Elettrodi e potenziali di elettrodo - lequazione di Nernst - Celle galvaniche - elettrodi di riferimento - elettrodi per la misura del pH - elettrodi iono-sensibili. Attività e concentrazione; regolatori di forza ionica e relazione con il coefficiente di attività, misura del pH. Verifica della relazione fra potenziale e pH; Gli errori nell'analisi potenziometrica.
Introduzione alla spettroscopia analitica: Spettroscopia di emissione atomica: origine e tipi di spettri atomici. Atomizzazione del campione. Emissione in fiamma. Emissione con sorgenti a plasma. Applicazioni all'analisi delle acque. Spettroscopia di assorbimento atomico: Atomizzazione in fiamma. Atomizzazione con fornetto di grafite. Strumenti. Applicazioni analitiche all'analisi delle acque, vini, terreni, particolato atmosferico, alimenti e leghe metalliche. Spettroscopia molecolare di assorbimento UV-Visibile. La legge di Beer-Lambert-Bouger e le deviazioni dalla legge. Spettrofotometri a singolo e a doppio raggio. Sorgenti. Selettori di lunghezze donda; Contenitori dei campioni. Rivelatori. Applicazioni all' analisi di olii di oliva (normativa CEE) e alla determinazione degli inquinanti in acque superficiali. Errori in spettroscopia analitica. Principi di Cromatografia: GC-HPLC-CI-TLC e applicazioni; cenni alla gas-massa
Introduzione alla strumentazione portatile per misure in loco - Misure in loco durante il campionamento di un'acqua e di un terreno: saggi organolettici. Confronto delle prestazioni degli strumenti di laboratorio con quelle degli strumenti portatili.

Metodi Didattici

Il metodo d'insegnamento prevede lezioni frontali in presenza che comprendono una presentazione orale condotta attraverso il commento di materiale illustrativo, sebbene ci piacerebbe mantenere alcune forme di insegnamento innovative che sono state introdotte con l'insegnamento online, in modo da arricchire la lezione frontale tradizionale.
Ogni lezione è strutturata nel seguente modo:
L' introduzione, che include una presentazione degli obiettivi della lezione, durante la quale sono delineati i contenuti di essa e la loro relazione con gli obiettivi dell'intero corso. Scopi fondamentali dell'introduzione sono di consolidare l'attenzione, rinforzare la motivazione e fornire un quadro d'insieme di ciò che sarà poi sviluppato; si cercherà, quando possibile, di cominciare la lezione con un problema reale e di attualità riportato dalla stampa o con la descrizione di risultati di un esperimento preso dalla letteratura come esempio per suscitare la curiosità degli studenti e motivarli allo studio della materia.
Lo sviluppo della lezione che prevede la presentazione particolareggiata dei contenuti in modo da far risaltare le connessioni fra le idee o i punti-chiave del tema trattato.
La conclusione, o riassunto, che permette allo studente di rinforzare l'apprendimento e ricollegare i contenuti della lezione con gli obiettivi generali.
Le lezioni frontali (circa 45 minuti ciascuna) saranno presentate con l'uso della lavagna e di video proiettore; sono previste la presentazione di esperimenti di laboratorio dimostrativi, esercitazioni numeriche per abituare lo studente alla presentazione dei risultati e visite a laboratori accreditati e a piccolo e medie industrie nell'ambito delle attività didattiche integrative.
Le diapositive delle lezioni sono a disposizione di chi ne fa richiesta su una cartella condivisa con gli studenti. Sono anche disponibili, su richiesta, articoli di approfondimento in Inglese e in Italiano. La lezione frontale è seguita dalle esercitazioni di laboratorio interattive riferite alla chimica analitica applicata a sistemi reali (metodo problem-solving).
Durante le esercitazioni di laboratorio è incoraggiato l'apprendimento cooperativo con la formazione di gruppi di lavoro.
Sono previsti anche colloqui con gli studenti sia in presenza sia via skype su richiesta mediante invio di un messaggio e-mail.

Verifica dell'apprendimento

Prove di verifica intermedie consistono in discussioni in classe di esempi e di esercizi sugli argomenti trattati.
La prova finale è un' orale della durata massima di 45 minuti. Il candidato/a è stimolato/a ad iniziare la verifica con la presentazione di un argomento a sua scelta in modo da dimostrare di aver raggiunto la capacità di apprendere anche nuovi temi autonomamente e di saper applicare quanto appreso all'analisi di campioni reali.
La prova orale verterà poi sugli argomenti del corso. Saranno prese in considerazione anche le relazioni tecniche preparate da ciascun studente sulle attività di laboratorio svolte in gruppo.
Il voto che si riferisce alla prova finale dell'esame tiene conto dei seguenti fattori:
** Qualità delle conoscenze, abilità, competenze possedute e/o manifestate:
appropriatezza, correttezza e congruenza delle conoscenze, delle abilità e delle competenze
** Modalità espositiva:
a) Capacità espressiva;
b) Utilizzo appropriato del linguaggio specifico della disciplina;
c) Capacità logiche e consequenzialità nel raccordo dei contenuti;
e) Capacità di collegare differenti argomenti trovando i punti comuni e istituire un disegno generale coerente, ossia curando struttura, organizzazione e connessioni logiche del discorso espositivo;
f) Capacità di sintesi anche mediante luso del simbolismo proprio della materia e lespressione grafica di nozioni e concetti, sotto forma per esempio di formule, schemi, equazioni.
** Qualità relazionali:
Disponibilità allo scambio e allinterazione con il docente durante il colloquio.
** Qualità personali:
a) spirito critico;
b) capacità di autovalutazione.
Il punteggio della prova desame è attribuito in trentesimi sulla base della seguente scala di valutazione dellapprendimento.
a) Sufficiente (da 18 a 20/30)
Il candidato dimostra poche nozioni acquisite, livello superficiale, molte lacune, capacità espressive modeste, ma comunque sufficienti a sostenere un dialogo coerente; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di livello elementare; scarsa capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piuttosto stentata; scarsa interazione con il docente durante il colloquio.
b) Discreto (da 21 a 23)
Il candidato dimostra discreta conoscenza di nozioni, ma scarso approfondimento, poche lacune; capacità espressive più che sufficienti a sostenere un dialogo coerente; accettabile padronanza del linguaggio scientifico; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di moderata complessità; più che sufficiente capacità di sintesi e capacità di espressione grafica accettabile.
c) Buono (da 24 a 26)
Il candidato dimostra di possedere un bagaglio di nozioni piuttosto ampio, moderato approfondimento, con piccole lacune; soddisfacenti capacità espressive e significativa padronanza del linguaggio scientifico; capacità di dialogo e spirito critico ben rilevabili; buona capacità di sintesi e capacità di espressione grafica più che accettabile.
d) Ottimo (da 27 a 29)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso, ben approfondito, con lacune marginali; notevoli capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; notevole capacità di dialogo, buona competenza e rilevante attitudine alla sintesi logica; elevate capacità di sintesi e di espressione grafica.
e) Eccellente (30)
Il candidato dimostra di possedere una conoscenza molto estesa e approfondita, eventuali lacune irrilevanti; elevate capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; ottima capacità di dialogo, spiccata attitudine a compiere collegamenti tra argomenti diversi; ottima capacità di sintesi e grande dimestichezza con lespressione grafica.
La lode si attribuisce a candidati sopra la media, e i cui eventuali limiti nozionistici, espressivi, concettuali, logici risultino nel complesso del tutto irrilevanti.

Testi

D.A. Skoog, D. M. West e F. J. Holler, Fondamenti di Chimica Analitica, EdiSES, Napoli 2002.
D. H. Harris, Chimica Analitica Quantitativa, Zanichelli, 1991.
R. Cozzi, P. Protti e T. Ruaro, Analisi Chimica Strumentale vol. A, B, e C. Zanichelli, Bologna 1997
Opere di consultazione
D.A. Skoog e J. J. Leary, Chimica Analitica Strumentale, EdiSES, Napoli 2000
J.C.Miller and J.N.Miller, Statistics for Analytical Chemistry, Ellis Horwood Ltd., Chichester, 1988.

Altre Informazioni

Articoli di approfondimento, fogli di lavoro Excel, diapositive, sono a disposizione di tutti gli studenti che ne facciano richiesta. I documenti sono condivisi sulla piattaforma Moodle e su dropbox. L'accesso alla piattaforma Moodle avviene con le credenziali di essetre; l'accesso alla dropbox deve essere richiesto alla docente.

Questionario e social

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