Chimica analitica e chimica fisica
A.A. 2024/2025
Obiettivi formativi
Chimica Analitica. Il corso ha i seguenti obiettivi formativi:
1. acquisizione delle conoscenze di base delle tecniche analitiche classiche;
2. acquisizione della capacità critica nel valutare l'accuratezza e la precisione dei dati sperimentali mediante metodi statistici;
3. acquisizione della capacità di risolvere problemi analitici relativi ad equilibri complessi in soluzione.
Chimica Fisica. Obiettivo del Corso è fornire allo studente le principali conoscenze di base nell'ambito della termodinamica e della cinetica chimica. I contenuti del corso hanno lo scopo di:
· consolidare l'attitudine dello studente al ragionamento logico e quantitativo;
· affinare le capacità dello studente nel risolvere problemi in ambito chimico-fisico e chimico-analitico;
· fornire allo studente le basi per la corretta interpretazione dei principi alla base della termodinamica e della cinetica e reattività chimica.
1. acquisizione delle conoscenze di base delle tecniche analitiche classiche;
2. acquisizione della capacità critica nel valutare l'accuratezza e la precisione dei dati sperimentali mediante metodi statistici;
3. acquisizione della capacità di risolvere problemi analitici relativi ad equilibri complessi in soluzione.
Chimica Fisica. Obiettivo del Corso è fornire allo studente le principali conoscenze di base nell'ambito della termodinamica e della cinetica chimica. I contenuti del corso hanno lo scopo di:
· consolidare l'attitudine dello studente al ragionamento logico e quantitativo;
· affinare le capacità dello studente nel risolvere problemi in ambito chimico-fisico e chimico-analitico;
· fornire allo studente le basi per la corretta interpretazione dei principi alla base della termodinamica e della cinetica e reattività chimica.
Risultati apprendimento attesi
Chimica analitica. Al termine del corso lo studente acquisisce le nozioni di Chimica analitica necessarie per: la conoscenza delle procedure di elaborazione e valutazione dei dati sperimentali; la conoscenza dei principali equilibri chimici complessi in soluzione e capacità di risolvere problemi che li coinvolgono; la conoscenza dei principi di base e delle procedure delle più importanti tecniche analitiche classiche; la capacità di utilizzare il linguaggio specifico proprio della Chimica analitica per descrivere e commentare un metodo analitico e riportarne in modo corretto e privo di ambiguità il risultato.
Chimica Fisica. Alla fine del corso ci si aspetta che lo studente:
·conosca le basi della termodinamica e della cinetica chimica;
·comprenda le basi concettuali e formali delle principali problematiche chimico-fisiche considerate;
·sia autonomo nell'applicare quanto trattato alla risoluzione di esercizi.
Chimica Fisica. Alla fine del corso ci si aspetta che lo studente:
·conosca le basi della termodinamica e della cinetica chimica;
·comprenda le basi concettuali e formali delle principali problematiche chimico-fisiche considerate;
·sia autonomo nell'applicare quanto trattato alla risoluzione di esercizi.
Periodo: Secondo 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
Linea AK
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
Chimica Analitica (24 ore)
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.
Chimica fisica (24 ore)
Introduzione matematica:
Cenni di riepilogo ai concetti di derivata e integrale di Riemann. Cenni ai concetti di differenziale e derivata parziale.
Termodinamica:
Le proprietà dei gas. Gas perfetti. Equilibrio termodinamico. Reversibilità di un processo. Il primo principio della termodinamica. Termochimica. Il secondo principio della termodinamica. Entropia. Energia Libera. Potenziale chimico di una sostanza pura e terzo principio della termodinamica. Potenziale chimico di una sostanza in miscela. Transizioni di fase delle sostanze pure. Miscele semplici. Attività chimica. Equilibrio Chimico. Costanti di equilibrio. Influenza di temperatura e pressione sull'equilibrio chimico. Diagrammi di fase di miscele ideali. Deviazioni dall'idealità: azeotropi ed eutettici.
Cinetica chimica:
La velocità delle reazioni chimiche. Ordine di reazione. Equazioni empiriche per la descrizione di reazioni semplici. Metodi per la determinazione degli ordini di reazione. Cenni alle reazioni complesse e alla cinetica enzimatica non allosterica (Michaelis-Menten). Cenni alla teoria dello stato di transizione.
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.
Chimica fisica (24 ore)
Introduzione matematica:
Cenni di riepilogo ai concetti di derivata e integrale di Riemann. Cenni ai concetti di differenziale e derivata parziale.
Termodinamica:
Le proprietà dei gas. Gas perfetti. Equilibrio termodinamico. Reversibilità di un processo. Il primo principio della termodinamica. Termochimica. Il secondo principio della termodinamica. Entropia. Energia Libera. Potenziale chimico di una sostanza pura e terzo principio della termodinamica. Potenziale chimico di una sostanza in miscela. Transizioni di fase delle sostanze pure. Miscele semplici. Attività chimica. Equilibrio Chimico. Costanti di equilibrio. Influenza di temperatura e pressione sull'equilibrio chimico. Diagrammi di fase di miscele ideali. Deviazioni dall'idealità: azeotropi ed eutettici.
Cinetica chimica:
La velocità delle reazioni chimiche. Ordine di reazione. Equazioni empiriche per la descrizione di reazioni semplici. Metodi per la determinazione degli ordini di reazione. Cenni alle reazioni complesse e alla cinetica enzimatica non allosterica (Michaelis-Menten). Cenni alla teoria dello stato di transizione.
Prerequisiti
Il corso di chimica generale e' propedeutico alla piena compresione delle lezioni. Inoltre lo studente deve aver acquisito le nozioni fondamentali di matematica e fisica.
Metodi didattici
Il corso è organizzato in lezioni frontali (48 ore). Verranno inoltre svolti esercizi numerici allo scopo di approfondire i concetti teorici trattati nel corso.
Materiale di riferimento
Testi consigliati: Holler, Crouch - Fondamenti di chimica analitica di Skoog & West, - 3° Ed - EdiSES (2015); Harris - Chimica analitica quantitativa - 3° Ed - Zanichelli (2017);
Slides a cura dei docenti
Slides a cura dei docenti
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La prova d'esame sarà unica della durata di 2 ore in presenza e consisterà in 15 domande a risposta multipla di Chimica Analitica (1 ora) e 2 esercizi da risolvere sul programma di Chimica Fisica (1 ora).
È consentito l'uso della calcolatrice, mentre non è consentito l'uso di libri di testo, appunti, computer, smartphone. Sarà attribuita una votazione in trentesimi sia per la parte di chimica fisica che per la parte di chimica analitica. Per superare l'esame in ciascuna parte bisognerà raggiungere una votazione almeno pari a 18/30. Il voto finale sarà uguale alla media delle due votazioni, eventualmente arrotondata per eccesso. La lode sarà assegnata a chi otterrà la lode in almeno una delle due parti e una votazione di almeno 29/30 nell'altra parte. Ai fini del calcolo della media la lode si considera pari a 31.
È consentito l'uso della calcolatrice, mentre non è consentito l'uso di libri di testo, appunti, computer, smartphone. Sarà attribuita una votazione in trentesimi sia per la parte di chimica fisica che per la parte di chimica analitica. Per superare l'esame in ciascuna parte bisognerà raggiungere una votazione almeno pari a 18/30. Il voto finale sarà uguale alla media delle due votazioni, eventualmente arrotondata per eccesso. La lode sarà assegnata a chi otterrà la lode in almeno una delle due parti e una votazione di almeno 29/30 nell'altra parte. Ai fini del calcolo della media la lode si considera pari a 31.
CHIM/01 - CHIMICA ANALITICA - CFU: 3
CHIM/02 - CHIMICA FISICA - CFU: 3
CHIM/02 - CHIMICA FISICA - CFU: 3
Lezioni: 48 ore
Docenti:
D'Amato Alfonsina, Pieraccini Stefano
Linea LZ
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
Programma Chimica Fisica:
- Introduzione matematica:
Cenni di riepilogo ai concetti di derivata e integrale di Riemann. Cenni ai concetti di differenziale e derivata parziale.
- Termodinamica:
Le proprietà dei gas. Gas perfetti. Equilibrio termodinamico. Reversibilità di un processo. Il primo principio della termodinamica. Termochimica. Il secondo principio della termodinamica. Entropia. Energia Libera. Potenziale chimico di una sostanza pura e terzo principio della termodinamica. Potenziale chimico di una sostanza in miscela. Transizioni di fase delle sostanze pure. Miscele semplici. Diagrammi di fase di miscele ideali. Deviazioni dall'idealità: azeotropi ed eutettici.
- Cinetica chimica:
La velocità delle reazioni chimiche. Ordine di reazione. Equazioni empiriche per la descrizione di reazioni semplici. Metodi per la determinazione degli ordini di reazione. Cenni alle reazioni complesse e alla cinetica enzimatica non allosterica (Michaelis-Menten). Cenni alla teoria dello stato di transizione.
Programma Chimica Analitica:
1) concetti fondamentali:
il risultato di una misurazione e egli errori sperimentali, incertezza e cifre significative. i diversi tipi di errori (errori sistematici ed errori casuali), accuratezza, precisione, rappresentatività, esattezza.
2) valutazione e trattamento statistico dei dati sperimentali:
introduzione alla statistica e all'uso dei fogli di calcolo: probabilità e distribuzione gaussiana. test statistici: z-test, t-test, f test. test q, incertezza standard e intervallo di confidenza;
3) metodi di taratura/calibrazione:
Correlazione e regressione: metodo dei minimi quadrati, metodo dello standard esterno, metodo dello standard interno, metodo delle aggiunte standard; metodi multivariati (cenni). Figure di merito di un metodo di analisi: sensibilità, selettività, intervallo dinamico, robustezza, limite di rilevabilità, limite di identificazione limite di quantificazione; validazione di un metodo, test recupero.
4) equilibri in soluzione e metodi analitici classici
attività e concentrazione. trattamento sistematico dell'equilibrio chimico; equilibri acido-base; equilibri di solubilità; equilibri di complessazione metallo - legante (cenni); equilibri di ossido-riduzione(cenni).
- Introduzione matematica:
Cenni di riepilogo ai concetti di derivata e integrale di Riemann. Cenni ai concetti di differenziale e derivata parziale.
- Termodinamica:
Le proprietà dei gas. Gas perfetti. Equilibrio termodinamico. Reversibilità di un processo. Il primo principio della termodinamica. Termochimica. Il secondo principio della termodinamica. Entropia. Energia Libera. Potenziale chimico di una sostanza pura e terzo principio della termodinamica. Potenziale chimico di una sostanza in miscela. Transizioni di fase delle sostanze pure. Miscele semplici. Diagrammi di fase di miscele ideali. Deviazioni dall'idealità: azeotropi ed eutettici.
- Cinetica chimica:
La velocità delle reazioni chimiche. Ordine di reazione. Equazioni empiriche per la descrizione di reazioni semplici. Metodi per la determinazione degli ordini di reazione. Cenni alle reazioni complesse e alla cinetica enzimatica non allosterica (Michaelis-Menten). Cenni alla teoria dello stato di transizione.
Programma Chimica Analitica:
1) concetti fondamentali:
il risultato di una misurazione e egli errori sperimentali, incertezza e cifre significative. i diversi tipi di errori (errori sistematici ed errori casuali), accuratezza, precisione, rappresentatività, esattezza.
2) valutazione e trattamento statistico dei dati sperimentali:
introduzione alla statistica e all'uso dei fogli di calcolo: probabilità e distribuzione gaussiana. test statistici: z-test, t-test, f test. test q, incertezza standard e intervallo di confidenza;
3) metodi di taratura/calibrazione:
Correlazione e regressione: metodo dei minimi quadrati, metodo dello standard esterno, metodo dello standard interno, metodo delle aggiunte standard; metodi multivariati (cenni). Figure di merito di un metodo di analisi: sensibilità, selettività, intervallo dinamico, robustezza, limite di rilevabilità, limite di identificazione limite di quantificazione; validazione di un metodo, test recupero.
4) equilibri in soluzione e metodi analitici classici
attività e concentrazione. trattamento sistematico dell'equilibrio chimico; equilibri acido-base; equilibri di solubilità; equilibri di complessazione metallo - legante (cenni); equilibri di ossido-riduzione(cenni).
Prerequisiti
Conoscenze di base di chimica e matematica
Metodi didattici
Lezioni frontali con svolgimento di esercizi.
Materiale di riferimento
P. Atkins, J. De Paula, "Atkins' Physical Chemistry", Oxford University Press, o una qualsiasi versione in italiano del libro.
Alberto Gambi, Esercizi di Chimica Fisica, Zanichelli.
Skoog, West, Holler, Crouch, Fondamenti di Chimica Analitica. EdiSES. (3° ed. italiana 2015)
Per entrambi i moduli slide presentate a lezione ed esercizi svolti a lezione.
Alberto Gambi, Esercizi di Chimica Fisica, Zanichelli.
Skoog, West, Holler, Crouch, Fondamenti di Chimica Analitica. EdiSES. (3° ed. italiana 2015)
Per entrambi i moduli slide presentate a lezione ed esercizi svolti a lezione.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una prova scritta di 2 ore con 2 esercizi da risolvere sul programma di chimica fisica e 2 esercizi da risolvere sul programma di chimica analitica. È consentito l'uso della calcolatrice, mentre non è consentito l'uso di libri di testo, appunti, computer, smartphone.
Sarà attribuita una votazione in trentesimi sia per la parte di chimica fisica che per la parte di chimica analitica. Per superare l'esame in ciascuna parte bisognerà raggiungere una votazione almeno pari a 18/30. Il voto finale sarà uguale alla media delle due votazioni, eventualmente arrotondata per eccesso. La lode sarà assegnata a chi otterrà la lode in almeno una delle due parti e una votazione di almeno 29/30 nell'altra parte. Ai fini del calcolo della media la lode si considera pari a 31.
Sarà attribuita una votazione in trentesimi sia per la parte di chimica fisica che per la parte di chimica analitica. Per superare l'esame in ciascuna parte bisognerà raggiungere una votazione almeno pari a 18/30. Il voto finale sarà uguale alla media delle due votazioni, eventualmente arrotondata per eccesso. La lode sarà assegnata a chi otterrà la lode in almeno una delle due parti e una votazione di almeno 29/30 nell'altra parte. Ai fini del calcolo della media la lode si considera pari a 31.
CHIM/01 - CHIMICA ANALITICA - CFU: 3
CHIM/02 - CHIMICA FISICA - CFU: 3
CHIM/02 - CHIMICA FISICA - CFU: 3
Lezioni: 48 ore
Docenti:
Arnaboldi Serena, Conte Riccardo
Docente/i
Ricevimento:
Da concordare via email
Primo piano, Corpo A, Dipartimento di Chimica
Ricevimento:
Appuntamento via email
Dipartimento di Chimica, primo piano, corpo A, stanza 131
Ricevimento:
da concordare via email
Via L. Mangiagalli 25, First floor, room 1066
Ricevimento:
Su appuntamento
Ufficio del docente (Dipartimento di Chimica- Piano Terra - Corpo B) oppure via MS Teams