COMPLEMENTI DI CHIMICA ANALITICA CON LABORATORIO

CHIM/01 - 6 CFU - 1° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

CARMELO SGARLATA


Obiettivi formativi

L'obiettivo del corso è quello di fornire agli studenti le nozioni fondamentali relative agli equilibri ionici in soluzione nonché gli strumenti teorici e pratici per la comprensione e realizzazione in laboratorio delle più comuni operazioni inerenti l’analisi chimica quantitativa.

Il corso si propone, infatti, di fornire una visione globale del processo analitico a partire dalla scelta del metodo di analisi fino all'elaborazione dei dati e la discussione critica dei risultati attraverso l'applicazione dei principi che regolano gli equilibri chimici in soluzione e la conoscenza delle principali metodiche (classiche e strumentali) di analisi.


Prerequisiti richiesti

Avere seguito i corsi e superato con esito favorevole gli esami di Matematica, Fisica, Chimica Generale ed Inorganica



Frequenza lezioni

Frequenza obbligatoria



Contenuti del corso

Concetti introduttivi. Energia libera, potenziale chimico, attività. Costante di equilibrio termodinamica e stechiometrica. Forza ionica. Teoria di Debye-Huckel, coefficienti di attività. Fattori che influenzano la costante di equilibrio. Dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura. Relazione tra KT e Kst.

Teorie acido-base. Prodotto ionico dell’acqua. Definizione di pH. Forza di acidi e basi. Acidi e basi forti: calcolo del pH e contributo della dissociazione dell’acqua. Risoluzione di problemi relativi agli equilibri in soluzione. Bilancio di massa, bilancio protonico, bilancio di carica. Acidi e basi deboli: grado di dissociazione, calcolo rigoroso del pH. Soluzioni tampone: calcolo del pH, potere tampone. Acidi poliprotici. Diagrammi di distribuzione. Anfoliti. Titolazioni acido forte-base forte, acido debole monoprotico-base forte, acido debole poliprotico-base forte.

Equilibri di precipitazione. Prodotto di solubilità, dipendenza dalla temperatura e forza ionica. Solubilità, effetto dello ione in comune, del pH e della formazione di complessi.

Equilibri di complessazione. Calcolo della concentrazione delle specie, competizione con il protone. EDTA, costante di formazione condizionale, pH minimo operativo. Titolazioni complessometriche.

Laboratorio. Vetreria, taratura dei recipienti volumetrici. Bilancia analitica. Analisi volumetrica. Titolazioni acido-base. Standard primari e secondari, scelta dell’indicatore. Titolazioni potenziometriche. Celle galvaniche, elettrodi di riferimento e indicatori, elettrodo a membrana, taratura dell’elettrodo, determinazione del punto di equivalenza. Titolazioni complessometriche. Indicatori metallocromici. Standardizzazione EDTA e determinazione complessometrica del rame. Titolazioni di precipitazione. Determinazione dei cloruri secondo il metodo di Mohr e di Fajans. Determinazione spettrofotometrica del ferro.



Testi di riferimento

1. H. Freiser, Q. Fernando, “Gli Equilibri Ionici nella Chimica Analitica", Piccin Editore, Padova
2. Daniel C. Harris, “Chimica Analitica Quantitativa”, Zanichelli Editore, Bologna
3. I. M. Kolthoff, E. B. Sandell, E. J. Meehan, S. Bruckenstein, “Analisi Chimica Quantitativa”, Piccin Editore, Padova


Altro materiale didattico

Le lezioni e le numerose esercitazioni del corso sono in gran parte svolte alla lavagna. I contenuti del corso sono fruibili tramite i libri di testo consigliati, gli appunti di lezione ed i colloqui con il docente durante i quali vengono anche criticamente discusse le relazioni relative alle attività di laboratorio.



Programmazione del corso

 *ArgomentiRiferimenti testi
1*Energia libera, potenziale chimico, attività. Costante di equilibrio termodinamica e stechiometrica. Forza ionica. Teoria di Debye-Huckel, coefficienti di attività. 
2*Fattori che influenzano la costante di equilibrio. Dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura. Relazione tra KT e Kst. 
3*Teorie acido-base. Prodotto ionico dell’acqua. Definizione di pH. Forza di acidi e basi. Acidi e basi forti: calcolo del pH e contributo della dissociazione dell’acqua. 
4*Risoluzione di problemi relativi agli equilibri in soluzione. Bilancio di massa, bilancio protonico, bilancio di carica. Acidi e basi deboli: grado di dissociazione, calcolo rigoroso del pH. 
5*Soluzioni tampone: calcolo del pH, potere tampone. Acidi poliprotici. Diagrammi di distribuzione. Anfoliti. Titolazioni acido-base. 
6*Equilibri di precipitazione. Prodotto di solubilità, dipendenza dalla temperatura e forza ionica. Solubilità, effetto dello ione in comune, del pH e della formazione di complessi. 
7*Equilibri di complessazione. Calcolo della concentrazione delle specie, competizione con il protone. EDTA, costante di formazione condizionale, pH minimo operativo. Titolazioni complessometriche. 
8*Laboratorio. Vetreria, taratura dei recipienti volumetrici. Bilancia analitica. 
9*Laboratorio. Analisi volumetrica. Titolazioni acido-base. Standard primari e secondari, scelta dell’indicatore. 
10*Laboratorio. Titolazioni potenziometriche. Celle galvaniche, elettrodi di riferimento e indicatori, elettrodo a membrana, taratura dell’elettrodo, determinazione del punto di equivalenza. Titolazioni acido-base. 
11*Laboratorio. Titolazioni complessometriche. Indicatori metallocromici. Standardizzazione EDTA e determinazione complessometrica del rame. 
12*Laboratorio. Titolazioni di precipitazione. Determinazione dei cloruri secondo il metodo di Mohr e di Fajans. 
13*Laboratorio. Determinazione spettrofotometrica del ferro. 
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Esame orale


PROVE IN ITINERE

Non sono previste prove in itinere


PROVE DI FINE CORSO

Non sono previste prove di fine corso


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

Le domande verteranno esclusivamente sugli argomenti presentati nel corso delle lezioni e dell'attività di laboratorio. Gli esercizi saranno della stessa tipologia di quelli presentati e svolti durante le lezioni.




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