Calorimetria e analisi termica, laboratorio
A.A. 2024/2025
Obiettivi formativi
Il corso presenta i principi teorici della Calorimetria e delle Analisi termiche (Calorimetria Isotermica, DSC, Termogravimetria, TMA e DMA) e la relativa strumentazione, con l'ausilio di esperienze di laboratorio ed esercitazioni sul trattamento dei dati. La specifica applicazione ai beni culturali include le tecniche di micro campionamento e i criteri di indagine basati sull'invecchiamento artificiale dei materiali.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente acquisisce una competenza di base per la raccolta di micro campioni da studiare e per la pianificazione di trattamenti di invecchiamento artificiale che possano riprodurre il degrado dei maeriali, spontaneo o indotto da danneggiamenti. L'esperienza di laboratorio aggiunge una adeguata consapevolezza della sensibilità strumentale e della importanza di combinare Calorimetria e Analisi Termiche con altri tipi di indagine.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Lezioni Frontali:
Fondamenti di Termodinamica: concetti di entalpia e calore specifico.
Fondamenti di Cinetica Chimica: grado di avanzamento di un processo.
Relazione tra velocità del processo e flusso di calore associato
Criteri per la determinazione sperimentale del flusso di calore: vari tipi di calorimetro
Calorimetria Differenziale a Scansione di temperatura (DSC): esempi di strumentazione
Il tracciato calorimetrico: linea di base, segnale e area sottesa.
Termo-gravimetria (TG): come funziona la termobilancia. Tracciato TG e DTG.
TG associata a DSC: vantaggi della combinazione e usi per la caratterizzazione dei materiali.
Applicazioni calorimetriche e di analisi termica per la caratterizzazione dell'invecchiamento dei materiali associato a processi di: denaturazione proteica (pergamene, uovo etc.); cristallizzazione (grassi ed olii, polimeri e altri materiali); transizione vetrosa (materiali amorfi); gelazione (polisaccaridi), aggregazione, ossidazione, decomposizione.
Cenni di Analisi Termomeccanica (TMA) e Analisi Dinamico Meccanica (DMA). Strumentazione moderna.
Laboratorio:
Preparazione ed esecuzione di una indagine DSC su materiale di interesse nell'ambito dei beni culturali
Preparazione ed esecuzione di una indagine TG su materiale di interesse nell'ambito dei beni culturali
Elaborazione dei dati DSC e TG ottenuti.
Fondamenti di Termodinamica: concetti di entalpia e calore specifico.
Fondamenti di Cinetica Chimica: grado di avanzamento di un processo.
Relazione tra velocità del processo e flusso di calore associato
Criteri per la determinazione sperimentale del flusso di calore: vari tipi di calorimetro
Calorimetria Differenziale a Scansione di temperatura (DSC): esempi di strumentazione
Il tracciato calorimetrico: linea di base, segnale e area sottesa.
Termo-gravimetria (TG): come funziona la termobilancia. Tracciato TG e DTG.
TG associata a DSC: vantaggi della combinazione e usi per la caratterizzazione dei materiali.
Applicazioni calorimetriche e di analisi termica per la caratterizzazione dell'invecchiamento dei materiali associato a processi di: denaturazione proteica (pergamene, uovo etc.); cristallizzazione (grassi ed olii, polimeri e altri materiali); transizione vetrosa (materiali amorfi); gelazione (polisaccaridi), aggregazione, ossidazione, decomposizione.
Cenni di Analisi Termomeccanica (TMA) e Analisi Dinamico Meccanica (DMA). Strumentazione moderna.
Laboratorio:
Preparazione ed esecuzione di una indagine DSC su materiale di interesse nell'ambito dei beni culturali
Preparazione ed esecuzione di una indagine TG su materiale di interesse nell'ambito dei beni culturali
Elaborazione dei dati DSC e TG ottenuti.
Prerequisiti
Matematica, Chimica Generale, Chimica Analitica, Fisica
Metodi didattici
Lezioni frontali, Laboratorio di Calorimetria, esercitazioni informatiche su analisi dati.
Materiale di riferimento
Il materiale didattico è costituito da dispense fornite durante il corso. A questo si aggiungono le diapositive presentate durante le lezioni (pdf files) ed articoli scientifici. Dettagli e materiale scaricabile è disponibile su MyAriel. Sono infine indicati link a siti web per la didattica chimica e consigliati libri di testo per specifici approfondimenti.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'accertamento dell'effettivo conseguimento dei risultati di apprendimento attesi da parte de_ student_ avviene mediante prova orale con presentazione di una relazione di laboratorio ed una breve disertazione (presentazione PowerPoint di 10 minuti) su un argomento scelto dallo studente.
Verranno valutate in linea di massima: la conoscenza dei principi teorici della calorimetria ed analisi termica; la coerenza della relazione di laboratorio; il grado di approfondimento dell'argomento scelto da_ student_ e la scelta bibliografica inerente.
Per sostenere l'esame è necessario iscriversi entro il termine previsto su UNIMIA (http://www.unimi.it/).
La valutazione si esprime mediante voto in trentesimi.
Il voto viene comunicato ad ogni singolo student_ mediante e-mail automatizzata dal sistema di verbalizzazione di ateneo.
_ student_ con DSA e con disabilità sono pregati di contattare via mail il Docente almeno 15 giorni prima della data di esame prevista per concordare le eventuali misure individualizzate. Nella mail indirizzata al docente è necessario mettere in CC i rispettivi Servizi di Ateneo: [email protected] (per student_ con DSA) e [email protected] (per student_ con disabilità)
Verranno valutate in linea di massima: la conoscenza dei principi teorici della calorimetria ed analisi termica; la coerenza della relazione di laboratorio; il grado di approfondimento dell'argomento scelto da_ student_ e la scelta bibliografica inerente.
Per sostenere l'esame è necessario iscriversi entro il termine previsto su UNIMIA (http://www.unimi.it/).
La valutazione si esprime mediante voto in trentesimi.
Il voto viene comunicato ad ogni singolo student_ mediante e-mail automatizzata dal sistema di verbalizzazione di ateneo.
_ student_ con DSA e con disabilità sono pregati di contattare via mail il Docente almeno 15 giorni prima della data di esame prevista per concordare le eventuali misure individualizzate. Nella mail indirizzata al docente è necessario mettere in CC i rispettivi Servizi di Ateneo: [email protected] (per student_ con DSA) e [email protected] (per student_ con disabilità)
Siti didattici
Docente/i