CHIMICA ANALITICA PER I BENI CULTURALI E LABORATORIO - MOD. 1

L'insegnamento si inserisce tra le attività formative caratterizzanti del corso di laurea in Scienze e Tecnologie per i Beni Culturali, volte a fornire agli studenti conoscenze e comprensione dei principali metodi e tecniche di indagine scientifica per lo studio e la caratterizzazione dei materiali impiegati nei beni culturali, e a guidarli nella corretta elaborazione e valutazione critica dei dati sperimentali, impiegando il linguaggio tecnico-scientifico corrente.
L'insegnamento "Chimica Analitica per i Beni Culturali e Laboratorio" si articola in due moduli (definiti come Modulo 1 e Modulo 2), entrambi con lezioni teoriche e esercitazioni di laboratorio.
Gli obiettivi formativi dell'insegnamento includono:

1. Conoscere e comprendere i principi generali su cui si basano i metodi analitici classici e strumentali più comunemente impiegati nell'analisi, nella caratterizzazione e diagnostica dei materiali e manufatti nel campo dei beni culturali.
2. Sviluppare abilità e competenze per individuare ed applicare le più comuni tecniche analitiche classiche e strumentali all'indagine e caratterizzazione dei manufatti artistici, nonchè per interpretare i dati sperimentali raccolti.
3. 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.
4. Sviluppare senso critico che consenta agli studenti di valutare le potenzialità, i vantaggi e i limiti delle diverse tecniche analitiche studiate.
5. Sviluppare capacità nella valutazione e attendibilità di un dato analitico.

Gli obiettivi formativi specifici del modulo 1 dell’insegnamento sono:
1. fornire conoscenze dei principi teorici delle principali tecniche analitiche quantitative classiche comunemente impiegate nello studio e nella diagnostica dei beni culturali.
2. sviluppare e consolidare la capacità di risolvere problemi di: calcolo stechiometrico, concentrazioni e diluizioni, equilibri in soluzione, da applicare ad un determinato problema analitico.
3. introdurre gli studenti all'applicazione pratica delle metodologie analitiche quantitative di base studiate da un punto di vista teorico
4.sviluppare manualità, dimestichezza ed autonomia nel lavoro sperimentale di laboratorio, sia individualmente che in piccoli gruppi di lavoro;
5. sviluppare abilità nella raccolta ed elaborazione dei dati sperimentali, nella valutazione critica dei risultati sperimentali e delle potenzialità delle tecniche utilizzate, mediante anche la stesura di brevi relazioni scritte relative alle esercitazioni proposte.

Il raggiungimento di questi obiettivi permette agli studenti di sviluppare abilità e competenze per risolvere semplici quesiti analitico-diagnostici ed applicare le più comuni tecniche analitiche classiche e strumentali all'indagine e caratterizzazione dei manufatti artistici, nonchè per interpretare i dati sperimentali raccolti.

Risultati di apprendimento attesi riguardo il Modulo 1

1. Conoscenza e comprensione
A) Conoscere i principi fondamentali dei metodi analitici volumetrici, potenziometrici e conduttometrici, e comprendere le reazioni chimiche e le leggi su cui si basano.
B) Conoscere la funzione e l’uso corretto delle apparecchiature volumetriche e di misura della massa, e comprendere gli elementi che compongono le apparecchiature strumentali impiegate per realizzare le analisi volumetriche ed elettrochimiche in programma
C) Conoscere e comprendere i tipi di errore sperimentale e le figure di merito in chimica analitica, il concetto di calibrazione e i metodi di quantificazione nell’analisi strumentale, le principali procedure di acquisizione e di elaborazione dei dati sperimentali.
D) Conoscere e rispettare le regole di base di comportamento in laboratorio chimico e le norme di sicurezza e prevenzione del rischio in laboratorio.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
A) Saper utilizzare le leggi e i concetti appresi nel corso teorico per applicare opportunamente le tecniche analitiche classiche studiate alla risoluzione di un problema analitico.
B) Saper raccogliere i dati analitici sperimentali (da soli e/o in gruppo) ed applicare la teoria degli errori e l’analisi statistica per il loro corretto trattamento e valutazione.
C) Saper elaborare e valutare i risultati sperimentali finali in modo consistente, da rendere esplicita mediante scrittura di una relazione scientifica.
D) Saper lavorare sperimentalmente in modo sufficientemente autonomo e rispettando pienamente tutte le norme di sicurezza e prevenzione vigenti in laboratorio chimico.

3. Capacità di giudizio
Compatibilmente al grado di approfondimento della materia raggiunto durante l’insegnamento:
A) Saper confrontare l’efficacia delle diverse tecniche analitiche studiate, per scegliere la più opportuna da applicare ad un problema diagnostico specifico.
B) Saper valutare criticamente la consistenza dei risultati sperimentali ottenuti
C) Saper riconoscere eventuali errori tramite un’analisi critica del metodo applicato.
D) Saper valutare la correttezza di funzionamento delle apparecchiature volumetriche e della strumentazione utilizzata.
E) sviluppare capacità critica sulla pericolosità di alcune classi di composti chimici per la salute dell’uomo e dell’ambiente

4. Abilità comunicative
A) Comunicare le conoscenze apprese e il risultato della loro applicazione utilizzando un linguaggio appropriato, sia in ambito orale che scritto.
B) Saper interagire con i compagni e con il/la tutor in modo costruttivo e rispettoso, sviluppando l'abilità di lavorare sperimentalmente in gruppo e assumendo con responsabilità il proprio ruolo nel team.

5. Capacità di apprendimento
- Saper prendere appunti e condividerli in forma collaborativa

Avere raggiunto gli obiettivi formativi di: CHIMICA GENERALE E INORGANICA E LABORATORIO - mod 1 e 2, ISTITUZIONI DI MATEMATICA CON ESERCITAZIONI, FISICA.
E’ consigliato (ma non necessario) aver superato gli esami di tali insegnamenti.

In relazione agli obiettivi formativi e ai risultati di apprendimento attesi, l'insegnamento "Chimica Analitica per i Beni Culturali e Laboratorio - Modulo 1" è articolato in due parti: Teoria e Laboratorio.

PRIMA PARTE - TEORIA
1. Introduzione generale al corso, descrizione programma, modalità d’esame, testi di riferimento.
2. Introduzione alla chimica analitica e suo ruolo nel campo dei beni culturali; Classificazione dei metodi di analisi; Fasi di una tipica analisi quantitativa. La calibrazione. Richiami ad alcuni concetti basilari: unità di misura; calcolo di concentrazioni.
3. Valutazione dei dati sperimentali: gli errori in chimica analitica; accuratezza e precisione; applicazione della statistica al trattamento e alla valutazione dei dati; esempi di calcolo. Metodi di quantificazione nell’analisi strumentale. Sensibilità, limite di rivelabilità e di quantificazione.
4. Richiami di chimica delle soluzioni acquose: La composizione chimica delle soluzioni acquose, acidi e basi. L’equilibrio chimico. Risoluzione di problemi di equilibrio.
5. Metodi volumetrici di analisi: Aspetti generali delle titolazioni volumetriche, soluzioni standard, indicatori, determinazione punto finale, calcoli volumetrici. Curve di titolazione.
6. Titolazioni di neutralizzazione: le titolazioni acido-base, indicatori acido/base, gli errori di titolazione. Curve di titolazione: acido forte-base forte; acido debole-base forte; base debole-acido forte, acidi e basi polifunzionali. Applicazioni: titolazione del carbonato.
7. Titolazioni con formazione di complessi: reazioni di formazione dei complessi; titolazioni con EDTA. Applicazioni: determinazione di ioni Ca2+ e Mg2+ .
8. Titolazioni di precipitazione: Curve di titolazione. Titolazioni argentometriche; rivelazione del punto finale. Applicazioni: determinazione di ioni Cl-.
9. Introduzione ai metodi elettrochimici: Celle elettrochimiche, potenziali elettrodici, tipi di elettrodi.
10. Metodi di analisi elettrochimica: potenziometria e conduttometria. Potenziometria: principi fondamentali, strumentazione ed applicazioni; misura di pH; titolazioni potenziometriche. Conduttometria: principi fondamentali, strumentazione ed applicazioni; misura della conducibilità; titolazioni conduttometriche.

SECONDA PARTE – LABORATORIO
- ANALISI VOLUMETRICA (analisi quantitativa classica)
1. Uso delle bilance tecnica e analitica. Uso e taratura della vetreria volumetrica.
2. Uso di pHmetro e conduttimetro con applicazioni a misure di pH e conducibilità in campioni di acque naturali. Determinazione del pH di superfici cartacee.
3. Titolazioni acido base: acido debole - base forte con indicatore; titolazione conduttometrica: determinazione della concentrazione di un acido forte; Titolazione pHmetrica: determinazione dello ione carbonato
4. Titolazioni complessometriche. Determinazione volumetrica di Ca2+ + Mg2+ con EDTA. Determinazione di Ca2+ e Mg2+ in una campione di dolomite.
5. Titolazioni di precipitazione. Determinazione volumetrica dei cloruri: metodo di Fajans. Determinazione del cloruro rilasciato da un laterizio in contatto con una fase acquosa.

- Harris D.C., Chimica Analitica Quantitativa, III ed., Zanichelli, Bologna, 2017.
- Skoog D.A., West D.M., Holler F.J., Crough S.R., Fondamenti di Chimica Analitica, EdiSES, Napoli, III ed. (2015), op. II Ed.(2005).
- Skoog D.A., West D.M., Holler F.J., Fondamenti di Chimica Analitica, EdiSES, Napoli, 1998.
- Hage & Carr, Chimica Analitica e Analisi Quantitativa, Piccin, 2012

-Slides delle presentazioni proiettate durante le lezioni in aula, e caricate dalla docente sulla piattaforma moodle

Per la parte pratica delle esercitazioni di laboratorio, la docente fornirà le dispense con le informazioni necessarie per la realizzazione di ogni esperienza e l'elaborazione delle relazioni.

Letture integrative
- Cozzi, Prearo, Ruaro , Analisi Chimica Strumentale, III ed., Zanichelli , Bologna, 2020.
- Campanella L., Casoli A., Colombini M.P., Marini Bettolo R., Matteini M. et al., Chimica per l'Arte, Zanichelli, Bologna, 2007
- Skoog D.A., Holler F.J., Crouch S.R., Chimica Analitica Strumentale, EdiSES, Napoli, 2009.

La verifica dell'apprendimento delle attività didattiche relative all'insegnamento di Chimica Analitica per i Beni Culturali e Laboratorio, moduli 1 e 2 sarà svolta congiuntamente e sarà articolata in un esame scritto ed un esame orale, cui si aggiungeranno le valutazioni delle relazioni di laboratorio e del progetto virtuale.
Pertanto, la valutazione totale dell'esame terrà conto delle seguenti voci:

(a) Esame scritto. Consiste in una serie di domande ed esercizi da svolgere riguardanti sia la parte teorica che le esperienze di laboratorio. L’esame scritto è strutturato in modo tale da poter valutare, la comprensione delle metodologie analitiche e della loro applicazione. La valutazione della prova scritta peserà per il 40% del voto finale.
(b) La valutazione delle attività di laboratorio (relazioni di laboratorio) peseranno il 10% del voto finale. In merito a queste ultime, si richiede la realizzazione di almeno 80% delle esercitazioni programmate. Sono previste opportune sessioni aggiuntive di laboratorio per consentire eventuali recuperi.
(c) Esame orale per la valutazione degli obiettivi della parte teorica. L’esame consiste di una serie di domande aperte relative agli aspetti teorici e delle diverse tecniche analitiche trattate nei due moduli del corso. Le domande proposte saranno di diversi livelli: comprensione, applicazione, analisi, e valutazione critica. La valutazione della prova orale peserà per il 40% del voto finale.
(d) La presentazione del progetto virtuale è da considerarsi parte integrante dell’esame con un peso pari al 10% dello stesso.

La valutazione globale dell'insegnamento Chimica Analitica per i Beni Culturali e Laboratorio – Modulo 1+2 è calcolata come 0.4a+0.1b+0.4c+0.1d.

scritto

Il/la docente ha il dovere di vigilare affinché siano rispettate le regole di autenticità e originalità delle prove d'esame. Di conseguenza, nei casi in cui vi sia il sospetto di un comportamento irregolare, l'esame può prevedere un ulteriore approfondimento, contestuale alla prova d'esame, che potrà essere realizzato anche in modalità differente rispetto alle modalità sopra riportate.

Gli esami scritto ed orale della durata media pari a circa 2.5 h (scritto) e 30 minuti (orale), rispettivamente, verteranno su due o tre argomenti trattati durante il corso. Si verificherà la capacità argomentativa e la conoscenza tecnico scientifica degli argomenti oggetto dell'esame, anche rispetto ad un argomento a scelta.
La gradazione del voto è determinata da:
- Conoscenza degli argomenti richiesti (range 10 punti);
- Conoscenze dettagliate e precise degli argomenti trattati (range 5 punti);
- Capacità di approfondimento dell'argomento (range 5 punti);
- Sicurezza nell'esposizione (range 5 punti);
- Capacità di articolare in maniera autonoma il discorso (range 5 punti).

L'insegnamento è organizzato in:

- parte teorica: lezioni frontali (da 2 ore accademiche l'una) in aula, con l'ausilio di proiettore e di slides powerpoint che vengono fornite di volta in volta sulla piattaforma Moodle del corso.

- parte pratica (esperienze di laboroatorio): gli studenti e le studentesse lavorano singolarmente, o in gruppi di 2, presso il laboratorio didattico di chimica analitica, per eseguire le attività sperimentali programmate. Alla fine della parte pratica, si dovranno consegnare le relazioni di laboratorio con l’elaborazione dei dati sperimentali e la discussione dei risultati ottenuti.

Nella piattaforma Moodle, sarà presente e scaricabile tutto il materiale didattico fornito: presentazioni proiettate in aula durante le lezioni, dispense di laboratorio, modelli per la preparazione dei report, materiale di approfondimento.

- Si sottolinea che la frequenza dell'insegnamento di laboratorio è obbligatoria.
- La docente si rende disponibile ad incontrare gli studenti e le studentesse che lo richiedano, per approfondimenti sugli argomenti del corso, mediante semplice contatto mail: giulia.moro@unive.it

Accessibilità, Disabilità e Inclusione

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.

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