SCIENZE DEL FARMACO E DELLA SALUTEChimica e tecnologia farmaceuticheAnno accademico 2022/2023

1007715 - CHIMICA ANALITICA

Docente: Alberto TORRISI

Risultati di apprendimento attesi

Lo studente dovrà acquisire la capacità di affrontare problematiche relative a sistemi reali all’equilibrio in soluzione acquosa (indicatore di Dublino 1). Dovrà essere in grado, in particolare, di determinare la composizione chimica di una soluzione acquosa in presenza di equilibri acido-base e/o di precipitazione e/o di complessazione (indicatore di Dublino 2). Dovrà conoscere le principali applicazioni di questi equilibri all'analisi volumetrica.

Informazioni per gli studenti con disabilità e/o DSA: a garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’Inclusione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del Dipartimento cui afferisce l’insegnamento.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali con qualche esercitazione numerica su tutti gli argomenti previsti dal programma di esame

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus

Prerequisiti richiesti

Conoscenze di base di matematica e di chimica.

Frequenza lezioni

Come da regolamento didattico di ateneo e/o regolamento del Corso di Studi. In ogni caso fortemente consigliata perchè facilita notevolmente l'apprendimento.

Contenuti del corso

1.1 Equilibrio chimico – Costante di equilibrio. Fattori che influenzano la costante di equilibrio: composizione, solvente, temperatura. Trattazione sistematica di sistemi ionici all’equilibrio. Bilanci di massa, di carica e protonico.

1.2 Attività - Relazione fra attività, concentrazione, coefficiente di attività ed espressione di equilibrio. Costanti termodinamiche e costanti stechiometriche. Forza ionica. Correlazione fra forza ionica e coefficiente di attività: cenni sulla teoria di Debye-Huckel.

2. Equilibri acido-base - Teorie di Broensted e Lewis.  Concetto di coppia coniugata. Forza di acidi e basi.  Prodotto ionico dell'acqua e pH. Acidità e neutralità di una soluzione acquosa. Soluzioni acquose di acidi forti e basi forti. Trattazione rigorosa dell'equilibrio. Trattazione approssimata: criteri e limiti di validità. Soluzioni acquose di acidi deboli monoprotici e basi deboli monoacide. Grado di dissociazione. Trattazione rigorosa dell'equilibrio. Trattazione approssimata: criteri e limiti di validità.  Soluzioni acquose contenenti una coppia coniugata acido base. Trattazione rigorosa. Soluzioni tampone. Trattazione approssimata: criteri e limiti di validità. Potere tampone: definizione, calcolo e semplici applicazioni. Soluzioni acquose di acidi poliprotici e basi poliacide. Trattazione rigorosa e approssimata.  Espressione della composizione in funzione del pH. Diagrammi di distribuzione. Anfoliti. Soluzioni acquose contenenti coppie coniugate di acidi poliprotici e basi poliacide. Trattazione rigorosa e approssimata. Miscele di acidi e di basi non coniugati.

3. Equilibri di complessazione - Costante di formazione termodinamica. Costante di formazione condizionale. Leganti monodentati e polidentati. Effetto chelante. Trattazione degli equilibri di complessazione. Effetto del pH sugli equilibri di complessazione.

4. Equilibri di precipitazione - Prodotto ionico, solubilità e prodotto di solubilità.  Influenza della forza ionica, della temperatura, del solvente. Effetto dello ione a comune.  Precipitazione simultanea e precipitazione selettiva. Effetto delle interazioni acido base sulla solubilità di sali formati da cationi e anioni monovalenti, bivalenti e trivalenti: interazioni acido-base di Broensted; interazioni acido-base di Lewis.

5.1 Titolazioni acido-base - Metodi volumetrici: generalità. Concetto di titolazione, punto di equivalenza e punto di fine o di arresto. Curva di titolazione: trattazione rigorosa ed approssimata. Errore di titolazione. Indicatori acido-base. Titolazione acido forte-base forte e viceversa, acido debole-base forte, base debole-acido forte, acido poliprotico-base forte, base poliacida-acido forte. Criteri di titolabilità. Titolazioni di miscele di acidi o di basi.

5.2 Titolazioni per precipitazione - Curva di titolazione: trattazione rigorosa ed approssimata. Errore di titolazione. Titolazione degli alogenuri con il metodo di Mohr, di Volhard. e di Fajans. Titolazione di miscele di alogenuri.

5.3 Titolazioni complessometriche - Titolazioni con EDTA: titolazioni dirette, indirette, per spostamento, di ritorno. Curva di titolazione: trattazione rigorosa ed approssimata. Effetto del complessante ausiliario. Indicatori metallocromici. Errore di titolazione. Titolazione di Liebig.

Testi di riferimento

1. D.Harris: Fondamenti di Chimica Analitica - Zanichelli

2. Holler Crouch: Fondamenti di Chimica Analitica di Skoog e West- EDISES Editore

3. Testi dettagliati delle lezioni messi a disposizione su Studium contenenti anche numerosi problemi d'esame svolti

Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Equilibri acido-base di Broensted e relative titolazioniPDF delle lezioni su Studium
2Equilibri di solubilità e di precipitazione e titolazioni per precitazionePDF delle lezioni su Studium
3Equilibri di complessazione e relative titolazioniPDF delle lezioni su Studium
4Forza ionica e sua influenza sulle costanti di equilibrioPDF delle lezioni su Studium

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Prova scritta, che fungerà da ammissione al colloquio, basata sugli argomenti trattati e svolti negli esercizi durante il corso e disponibili su Studium, . 

Colloquio basato su domande formulate dalla commissione principalmente sugli argomenti considerati irrinunciabili ma anche sulla rimanente parte del programma.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Trattazione sistematica di una soluzione acquosa di un acido monoprotico debole a varie diluizioni.

Trattazione sistematica di una soluzione acquosa di un acido diprotico a varie diluizioni.

Trattazione sistematica di una soluzione acquosa contenente un anfolita.

Criteri di preparazione di una soluzione tampone.

Calcolo del pH durante la titolazione di un componente debole mono e bifunzionale con un componente forte.

Scelta delle condizioni ottimali per la titolazione di un catione con EDTA.

Aspetti qualitativi e quantitativi dei fattori che influenzano la solubilità di un sale poco solubile.

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