LABORATORIO DI CHIMICA ANALITICA STRUMENTALE

L’insegnamento di Chimica Analitica Strumentale e Laboratorio si inserisce tra le attività formative caratterizzanti del corso di laurea triennale di Chimica e Tecnologie Sostenibili, volte a fornire allo studente la preparazione adeguata per affrontare un problema chimico nelle sue varie articolazioni e con l'uso appropriato del linguaggio tecnico-scientifico corrente.

L'insegnamento si articola in due moduli: lezioni di teoria (Modulo 1) ed Esercitazioni di laboratorio (Modulo 2). Entrambi i moduli hanno obiettivi formativi comuni di seguito enumerati:

1. Fornire conoscenze dei principi generali su cui si basano le tecniche analitiche strumentali più comunemente impiegate nei laboratori di analisi chimica.
2. Fornire le conoscenze sul funzionamento della strumentazione e sulla modalità di lettura dei responsi ottenuti dai diversi tipi di strumenti e la loro correlazione con gli aspetti teorici trattati.
3. Sviluppare senso critico che consenta agli studenti di valutare le potenzialità, i vantaggi e i limiti delle diverse tecniche analitiche strumentali studiate.
4. Introdurre gli studenti alla consapevole valutazione del ruolo dei metodi analitici strumentali nello specifico settore del controllo di qualità.
5. Sviluppare capacità nella valutazione e attendibilità di un dato analitico.
6. Sviluppare manualità, dimestichezza e autonomia nell’affrontare problemi analitici strumentali sperimentali, sia da soli sia in piccoli gruppi di lavoro.
7. Sviluppare capacità di applicare un metodo analitico in coerenza con protocolli già definiti e/o stabiliti da precise norme di legge.
8. Sviluppare abilità nella raccolta, organizzazione ed elaborazione dei dati sperimentale e capacità di presentarli in forma scritta e/o grafica, utilizzando l’appropriato linguaggio scientifico.
9. Sviluppare competenze per interpretare e valutare criticamente i risultati sperimentali e verificare la loro congruenza con le leggi teoriche che sono alla base delle tecniche impiegate

1. Conoscenza e comprensione
A) Conoscenza e comprensione pratica degli elementi che compongono gli strumenti con i quali si realizzano le tecniche analitiche spettroscopiche, cromatografiche ed elettrochimiche.
B) Conoscere e comprendere le principali caratteristiche del processo di acquisizione e di elaborazione dei dati sperimentali ottenuti attraverso le tecniche analitiche strumentali proposte nell'esercitazioni di laboratorio.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
A) Capacità di utilizzare le leggi e i concetti appresi per la scelta delle tecniche analitiche strumentali adatte per la risoluzione di uno specifico problema analitico.
B) Capacità di utilizzare gli strumenti disponibili in laboratorio per ottenere da un determinato metodo analitico le migliori prestazioni strumentali.
C) Capacità di raccogliere i dati sperimentali (da soli e/o in gruppo) e di elaborare i risultati in modo consistente nei risultati finali, da rendere esplicita mediante scrittura di una relazione scientifica.

3. Capacità di giudizio
A) Capacità di esprimere un giudizio sull'applicazione di una determinata tecnica in uno specifico contesto.
B) Capacità di eseguire una valutazione critica dei risultati sperimentali riconoscendo eventuali errori e quindi proporre metodi alternativi.
C) Capacità di valutare la consistenza logica di funzionamento degli strumenti.
D) Capacità di riconoscere eventuali errori tramite un’analisi critica del metodo applicato.

4. Abilità comunicative
A) Saper comunicare le conoscenze apprese e il risultato della loro applicazione utilizzando un linguaggio appropriato, sia in ambito orale sia scritto.
B) Saper argomentare con coerenza scientifica e in forma scritta il significato del dato analitico ottenuto dalle misure sperimentali.
C) Sviluppare l'abilità di lavorare in gruppo, interagendo con i compagni in modo rispettoso e costruttivo, assumendo con responsabilità il proprio ruolo nel team e rispettando pienamente tutte le norme di sicurezza e prevenzione vigenti in laboratorio chimico.

5. Capacità di apprendimento
A) Sviluppare la capacità di prendere appunti identificando in modo autonomo gli aspetti salienti delle tecniche e metodi analitici basati sulle diverse tecniche analitiche strumentali considerate.
B) Sviluppare la capacità di raccogliere i dati ottenuti durante le esperienze pratiche ed elaborarli in modo autonomo.

Avere raggiunto gli obiettivi formativi di: istituzioni di matematica 1 e 2, Fisica 2, Chimica analitica, Chimica generale e inorganica, possibilmente (ma non necessariamente) avendo superato gli esami di tali insegnamenti.

Per il raggiungimento degli obiettivi formativi e dei risultati di apprendimento attesi, i contenuti sviluppati nel modulo di Laboratorio sono i seguenti:
Esercitazioni :
1. Spettroscopia atomica: Spettroscopia di emissione atomica (AES) con atomizzazione al plasma di azoto (MP-AES).
- introduzione all'utilizzo della strumentazione di spettroscopia atomica. Calibrazione dello strumento. Costruzione di una retta di calibrazione.
- analisi quantitativa: determinazione di analiti di interesse ambientale o industriale in differenti matrici.

2. Spettroscopia di assorbimento molecolare UV-Vis
- Determinazione dell'azoto nitroso in soluzioni acquose mediante analisi spettrofotometrica impiegando il reattivo di Griess: studio cinetico della reazione e analisi quantitativa di campioni in campioni di acque naturali

3. Elettrochimica:
- Preparazione ed impiego analitico di elettrodi indicatori di prima e di seconda specie per analisi potenziometriche. Misura del potenziale di cella e verifica della sua variazione in funzione della concentrazione di analitica. Analisi dei cloruri in una soluzione incognita.

4. Gascromatografia: Gascromatografia con detector a ionizzazione di fiamma ( GC - FID)
- Messa a punto e controllo dei vari parametri strumentali; utilizzo del software di gestione dello strumento. Identificazione e determinazione del contenuto di idrocarburi alifatici a basso peso molecolare ed idrocarburi aromatici in acque di scarico, applicando il metodo di quantificazione dello standard interno.

5 .Cromatografia liquida a fase inversa (HPLC)
- Controllo delle prestazioni di una colonna cromatografica a fase inversa LC-18. Ottimizzazione della procedura di separazione di analiti variando la composizione della fase mobile, in condizioni sia isocratiche che a gradiente, e il flusso. Controllo qualità e determinazione del contenuto del principio attivo di un farmaco.

6. Cromatografia ionica : Cromatografia a scambio ionico con detector a conducibilità (IC)
- Determinazione di varie specie ioniche in acque naturali, applicando i metodi di quantificazione della retta di taratura e dell’aggiunta stardard.

Come supporto allo studio dei principi e funzionamento della strumentazione utilizzata in laboratorio, si rimanda ai testi didattici indicati nel syllabus della parte teorica dell'insegnamento (Modulo 1)

Per l’esecuzione delle esercitazioni, agli studenti verranno fornite DISPENSE di laboratorio contenenti le informazioni necessarie sia per la realizzazione di ciascuna esperienza - ovvero i dettagli sulla strumentazione impiegata e le procedure analitiche per l’identificazione e quantificazione delle sostanze analizzate - che per l'elaborazione dei report scritti da presentare per ognuna delle esperienze di laboratorio.

La verifica dell'apprendimento riguardante le attività di Laboratorio si effettuerà tramite la valutazione dei report scritti elaborati per ognuna delle esperienze condotte in laboratorio. Si valuterà la coerenza scientifica nel riportare gli obiettivi e i dati ottenuti sperimentalmente, l’uso proprio del linguaggio scientifico, delle unità di misura e delle cifre significative, la capacità di elaborare i dati seguendo i metodi standard di quantificazione (ad esempio la costruzione di rette di calibrazione, utilizzo del metodo dell’aggiunta standard e dello standard interno), l’impiego di metodi statistici semplici per stabilire la significatività del dato analitico.

Alla fine della serie di esperienze sarà condotto un test scritto, individuale, per stabilire il grado di comprensione delle operazioni sperimentali eseguite in laboratorio.

Per la valutazione della parte di laboratorio, si richiede la realizzazione di almeno l'80% delle attività programmate. Sono previste opportune sessioni aggiuntive di laboratorio per consentire eventuali recuperi.

Il voto finale dei report sarà la media aritmetica dei report di ogni singola esperienza.

Il voto di laboratorio complessivo sarà la media aritmetica del voto medio acquisito nei report e nel test individuale.

Il voto finale dell'insegnamento di Chimica Analitica Strumentale e Laboratorio - moduli 1 e 2, sarà composto da:
- 60% voto della parte di teoria (modulo 1 dell'insegnamento)
- 40% voto di laboratorio ( modulo 2 dell'insegnamento)

Le attività di laboratorio si svolgeranno attraverso esperienze da eseguire sperimentalmente in laboratorio in gruppi da 3/4 studenti. Le dispense fornite dai docenti forniranno le indicazioni necessarie per la realizzazione delle esperienze, cioè obiettivi, materiale e strumenti, raccolta e elaborazione dei dati e conclusioni.
All'inizio di ogni esercitazione il/la docente farà una breve presentazione introduttiva dell'argomento e del lavoro da svolgere, illustrando l'obiettivo dell'esperienza, alcuni richiami sulla tecnica analitica impiegata, l'uso della strumentazione e dei software dedicati. Si daranno informazioni sull’eventuale criticità di esecuzione di alcune operazioni pratiche, sull’uso appropriato dei materiali, anche in relazione alla sicurezza e tossicità dei reagenti chimici impiegati.
Saranno fornite indicazioni sull'elaborazione del report di gruppo da presentare entro due settimane successive alla realizzazione dell'esperienza

La frequenza dell'insegnamento di laboratorio è obbligatoria.

Accomodamenti e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento: Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di accomodamento disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessita di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA disabilita@unive.it

scritto

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale umano, salute, educazione" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile