Chimica elettroanalitica avanzata

A.A. 2024/2025
6
Crediti massimi
56
Ore totali
SSD
CHIM/01
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Questo insegnamento propone una trattazione a livello avanzato delle tecniche elettroanalitiche e delle loro potenzialita' applicative,
sperimentandone anche una selezione in laboratorio.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente acquisterà una conoscenza approfondita ed estesa di principi, protocolli ed applicazioni delle tecniche elettroanalitiche, sperimentandone anche una selezione in laboratorio.
Corso singolo

Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.

Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Periodo
Primo semestre

Programma
Lezioni (5 CFU)
Trattazione a livello avanzato della conduttimetria: basi chimico fisiche, dettagli strumentali, normative, protocolli operativi e relative problematiche, applicazioni per campioni liquidi e per campioni solidi.
Trattazione a livello avanzato della potenziometria: basi chimico fisiche, dettagli strumentali, normative e protocolli operativi e relative problematiche, applicazioni per soluzioni acquose e non acquose; tipologie di elettrodi; estensioni per il rilevamento di gas e di molecole organiche.
Trattazione a livello avanzato della voltammetria: basi chimico fisiche, strumentazione, normative e protocolli operativi e relative problematiche, discussione di ampia casistica d'interesse in chimica inorganica, organica, metallorganica, dei materiali avanzati (inclusi i polimeri conduttori), della catalisi, dell'energetica, dell'ambiente. Voltammetria enantioselettiva. Voltammetrie per le alte sensibilità e i bassi limiti di rilevabilità (pulsate e di stripping).
Amperometria.
Coulombometria. Cronoamperometria.
Bilancia elettrochimica a cristallo di quarzo (EQCM).
Spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS).
Tecniche spettroelettrochimiche.
Mezzi e materiali avanzati per l'elettroanalisi.
Sensori e biosensori elettrochimici. Nasi e lingue elettronici.
Cromatografia a scambio ionico. Elettroforesi capillare. Rilevatori elettroanalitici per la cromatografia.
Microscopie a scansione di sonda per imaging di superfici, in particolare elettroattive (Scanning Tunneling Microscopy (STM), Atomic Force Microscopy (AFM), Scanning Electrochemical Microscopy).

Nel corso delle lezioni, discussione di applicazioni per la caratterizzazione avanzata di materiali inorganici ed organici ovvero d'interesse nei campi ambientale, energetico, farmaceutico, alimentare e del controllo di qualità.

Esercitazioni (1 CFU): esperimenti in laboratorio con una selezione di tecniche elettroanalitiche e casi applicativi tra quelli discussi nelle lezioni, anche utilizzando il foglio elettronico Excel per l'elaborazione dei dati sperimentali.
Prerequisiti
Fondamenti di chimica fisica, analitica, inorganica e organica, generalmente già acquisiti nei corsi fondamentali delle Lauree triennali di carattere scientifico.
Metodi didattici
Lezioni frontali tradizionali con l'ausilio di slide Power Point. Discussione di casi ed applicazioni reali.
Esperienze di laboratorio con strumentazione elettroanalitica. Fogli Excel per l'elaborazione dei dati
Materiale di riferimento
1) Presentazioni Power Point preparate dalla docente e scaricabili e stampabili dal sito web della docente prima delle lezioni.

2) Per gli esperimenti in laboratorio: ricette/dispensine e maschere/modelli Excel per l'elaborazione dei dati


3) Testi di consultazione:

Generali
F. Scholz - casa editrice Springer: Electroanalytical Methods
P.M.S. Monk - casa editrice Wiley-VCH: Fundamentals of Electroanalytical Chemistry
J. Wang - casa editrice Wiley-VCH: Analytical Electrochemistry
C.M.A. Brett; A.M. Oliveira Brett - casa editrice Oxford University Press: Electroanalysis
P.T. Kissinger; W.R. Heineman - casa editrice Dekker: Laboratory techniques in Electroanalytical Chemistry
F.G. Thomas, G. Henze - CSIRO Publishing: Introduction to voltammetric analysis
A. J. Bard, L. R. Faulkner - casa editrice Wiley-VCH: Electrochemical Methods, Fundamentals and Applications

Specificamente per approfondimenti sulla caratterizzazione di materiali inorganici e organici:
P. Zanello - casa editrice Royal Society of Chemistry: Inorganic electrochemistry, theory, practice and application
J-M.Savéant- casa editrice Wiley-VCH: Elements of Molecular and Biomolecular Electrochemistry

Specificamente per approfondimenti sulla spettroscopia d'impedenza:

Lasia, Andrzej- casa editrice Springer: Electrochemical Impedance Spectroscopy and its Applications
M. E. Orazem, B. Tribollet- casa editrice Wiley-VCH: Electrochemical Impedance Spectroscopy
E. Barsoukov, J. R. Macdonald- casa editrice Wiley-VCH: Impedance Spectroscopy. Theory, Experiment and Applications

Specificamente per approfondimenti sulla sensoristica e biosensoristica:
F.B. Bănică - casa editrice Wiley-VCH: Chemical Sensors and Biosensors: Fundamentals and Applications
B.R. Eggins - casa editrice Wiley-VCH: Chemical Sensors and Biosensors
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Esame orale sul programma dell'intero insegnamento, con domande aperte su quanto spiegato e discusso durante le ore di lezione, e discussione di risultati ottenuti negli esperimenti di laboratorio.
CHIM/01 - CHIMICA ANALITICA - CFU: 6
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 40 ore
Turni:
Turno
Docente: Mussini Patrizia Romana
Docente/i
Ricevimento:
Dal lunedì al venerdì tra le 8.30 e le 18.30, previo appuntamento (da richiedere per posta elettronica)
Nel mio studio (Dipartimento di Chimica, Ala Ovest, I piano) oppure anche in modalità telematica su piattaforma Teams