Chimica analitica

Trattamento e valutazione di dati statistici: errori nelle analisi chimica, trattamento statistico dell'errore, intervalli di fiducia, propagazione dell'errore e cifre significative, t test, analisi della varianza.
Campioni e metodi analitici: campionamento, standardizzazione, calibrazione, fonti e trattamento dell'errore nel processo analitico, caratteristiche di una metodica analitica (accuratezza, precisione, specificità e selettività, intervallo di linearità, robustezza).
Equilibri chimici: soluzioni acquose, soluzioni tampone, equilibri multipli
Metodi classici di analisi: analisi gravimetrica, titolazioni, titolazioni di neutralizzazione, sistemi acido/base complessi, reazioni di complessazione e precipitazione e titolazioni. Applicazioni.
Metodi elettrochimici: reazioni di ossido-riduzione, celle elettrochimiche, potenziali standard elettrodici. Calcolo dei potenziali delle celle elettrochimiche, delle costanti di equilibrio e curve di titolazioni redox. Applicazioni.
Analisi spettrochimica: radiazione elettromagnetica, assorbimento della radiazione (legge di Lambert-Beer e sue limitazioni), emissione della radiazione elettromagnetica. Spettroscopia atomica e spettrometria di massa atomica (principi, strumentazione ed applicazioni).
Separazioni: separazioni analitiche mediante precipitazione, estrazione, scambio ionico. Applicazioni.

Parte 1 Concetti propedeutici.
La Chimica Analitica: definizione, storia, rilevanza. Metodi analitici. Passi nella messa a punto ed esecuzione di una analisi, con cenni al problema del campionamento. Elementi di teoria degli errori applicata alla chimica analitica; criteri per il trattamento dei dati e test statistici. Scale di concentrazione, forza ionica, attività, coefficienti di attività. Richiami su parametri termodinamici fondamentali di sistemi e processi chimici ed elettrochimici. Potenziali chimici, stati standard, costanti di equilibrio. Catene galvaniche, legge di Nernst, pile ed elettrodi ionoreversibili, scala dei potenziali elettrodici.

Parte 2 Equilibri in soluzione e analisi volumetrica.
I metodi di titolazione: definizioni e classificazioni. Equilibri di ossidoriduzione e relative titolazioni; equilibri di precipitazione e relative titolazioni; equilibri acido/base (inclusi calcoli di pH e diagrammi di speciazione) e relative titolazioni; equilibri di complessazione e relative titolazioni (in particolare, con EDTA). In tutti i casi esempi di previsione e interpretazione di diagrammi di titolazione per sistemi modello.

Parte 3 Introduzione alle tecniche analitiche strumentali.
Fondamenti teorici, dettagli su strumentazione e procedure, ed esempi applicativi di importanti tecniche analitiche strumentali.
3.a. Elettroanalisi
Conduttimetria (misure dirette, titolazioni conduttimetriche). Potenziometria (elettrodi di riferimento, potenziali interliquidi, ponti salini; potenziali di membrana, elettrodi ionoselettivi; p-Ionometria e in particolare pH-metria; titolazioni potenziometriche). Cenni a voltammetria, amperometria, biosensori, lingue/nasi elettronici.
3.b. Spettroscopie analitiche
Radiazione elettromagnetica, range di lunghezze d'onda e relative implicazioni per l'interazione luce-materia, assorbimento ed emissione di radiazione, legge di Lambert Beer. Panoramica preliminare su una selezione di tecniche spettroscopiche per l'analisi elementare o molecolare.
3.c. Separazioni analitiche
Panoramica preliminare su separazioni analitiche basate su precipitazione, estrazione, scambio ionico, cromatografia con fase mobile gas o liquida.