Chimica analitica e strumentale IV anno biotecn amb

SI.I.S.S. “BOSCARDIN” – VICENZA
A.S. 2016/2017
INDIRIZZO TECNOLOGICO
ARTICOLAZIONE BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI
Programmazione di dipartimento di
CHIMICA ANALITICA E STRUMENTALE
classe QUARTA
TEORIA
* saperi di base
Moduli
1. Ripasso di
chimica analitica
Settembre
2.Conclusione
programma di
chimica analitica
Settembre-Ottobre
3. Potenziometria e
titolazioni redox
Novembre-dicembre
4. Conduttimetria
Gennaio
CONOSCENZE
ABILITA'/CAPACITA'
Calcoli stechiometrici nella preparazione di
soluzioni e nelle titolazioni volumetriche*
Eseguire esercizi e problemi di base sugli
argomenti indicati*
Idrolisi*, acidi poliprotici, sistemi tampone*.
Equilibri di solubilità*. Curva di titolazione
acido debole/base forte e calcoli di pH
relativi*. Curva di titolazione acido
poliprotico/base forte e calcoli di pH relativi.
Ossidoriduzioni e loro bilanciamento.*
Semicelle.* Pile.* Potenziale standard di
ossidoriduzione.* Spontaneità delle ossidoriduzioni. Elettrodo standard a idrogeno.*
Equazione di Nernst e potenziale elettrodico.*
Calcolo della FEM di una pila.* Elettrodi di
prima*, seconda*, terza* e quarta specie.
Elettrodi di riferimento e di misura.* Elettrodo
a calomelano. Elettrodo ad Ag/AgCl.*
Elettrodo a vetro (schema,* struttura* e cenni
sul meccanismo d’azione della membrana di
vetro). Elettrodi per la misura del potenziale
redox. Elettrodi ionoselettivi. Misura del pH*.
Taratura del piaccametro.*
Titolazioni redox e potenziometriche:
standardizzazione di una soluzione di
permanganato.* Titolazione redox seguita per
via potenziometrica* con elettrodo redox
combinato e con indicatore. Indicatori redox.
COD: definizioni*, significato chimico e
importanza ambientale di questi parametri.*
Determinazione del COD.
Ossidabilità secondo Kubel.
Eseguire esercizi e problemi di base sugli
argomenti indicati*
Conducibilità elettrica nei metalli e nelle
soluzioni.* Seconda legge di Ohm.*
Conducibilità, conduttività o conducibilità
specifica.* Fattori che influenzano la
conducibilità delle soluzioni. Mobilità degli
ioni.* Celle conduttimetriche.* Costante di
cella.* Determinazione della costante di cella.
Titolazioni conduttometriche (acido-base).*
Eseguire e descrivere operativamente e dal
punto di vista teorico le metodiche relative al
modulo relative alle analisi effettuate in
laboratorio*
Eseguire esercizi riguardanti la stechiometria
degli argomenti trattati*
Eseguire il bilanciamento di reazioni redox
sia in forma molecolare che ionica*.
Stabilire catodo e anodo di una pila e
calcolarne la fem*.
Scegliere opportunamente gli elettrodi per
un’analisi potenziometrica.
Eseguire e descrivere operativamente e dal
punto di vista teorico le analisi relative al
modulo effettuate in laboratorio*
Eseguire esercizi riguardanti la stechiometria
degli argomenti trattati*
5. Introduzione alle
tecniche
spettrofotometriche
Febbraio
Energia interna di atomi e molecole.* Struttura Eseguire semplici calcoli riguardanti le
ed energia di orbitali atomici e molecolari*.
grandezze delle radiazioni elettromagnetiche.
Grandezze caratteristiche delle radiazioni
elettromagnetiche e loro relazioni
matematiche* Spettro elettromagnetico.*
Interazione tra luce e materia: transizioni
energetiche*; cenni sulla distribuzione di
Boltzmann.
Studio di base di fenomeni ottici caratteristici
per l’analisi spettrofotometrica: riflessione*;
rifrazione*; diffusione; interferenza*;
diffrazione.*
Assorbimento ed emissione di radiazione
elettromagnetica: modello corpuscolare* ed
ondulatorio.
6. Spettroscopia
UV/Vis
Marzo
Legge dell’assorbimento di LambertBeer*.Spettri di assorbimento: grandezze
caratteristiche*. Definizione di cromoforo*.
Schema a blocchi*.
Sorgenti per UV* e visibile*, monocromatori*
(prismi e cenni sui reticoli), rivelatori
(fotomoltiplicatori*), cuvette*. Tipi di
strumento: monoraggio* e doppio raggio*.
Sdoppiamento del raggio nel tempo e nello
spazio. L’analisi quantitativa in UV/Vis; l’uso
della legge di Lambert-Beer: la retta di
taratura*; scelta della λ per misure di
assorbanza; cenni sulle deviazioni della legge
di Lambert-Beer.
Interpretazione dell'assorbimento IR
Principali tipi di vibrazione e assorbimento IR.
Schema a blocchi di uno spettrofotometro IR
Transizioni elettroniche in assorbimento
atomico.* Spettri di assorbimento atomico*.
Comparazione degli spettri di assorbimento
molecolare con quelli di assorbimento
atomico. Assorbimento atomico e
concentrazione.* Strumentazione: schema a
blocchi;* sistema a doppio raggio; sorgenti
(lampada a catodo cavo*), sistemi di
atomizzazione a fiamma* , fornetto di grafite,
a vapori freddi di mercurio ed a idruri volatili.
Rivelatori e sistemi di lettura del segnale.
Cenni su interferenze nelle misure. Analisi
quantitativa.* Metodo della retta di taratura.*
Cenni al metodo delle aggiunte
Principi generali della separazione
cromatografica.* Meccanismi di separazione
cromatografica*. Classificazione generale
delle tecniche cromatografiche.* Cenni su
grandezze e parametri caratteristici della
cromatografia.
TLC: grandezze e parametri caratteristici*;
materiali principali della fase stazionaria;*
fase mobile: eluenti e criteri di scelta fase
mobile/fase stazionaria*; tecnica operativa*;
Rf e riconoscimento delle sostanze separate*;
mezzi per la rivelazione delle sostanze
separate: luce UV e reagenti chimici*; analisi
quantitativa: cenni).
Cromatografia di scambio ionico su colonna:
7. Spettroscopia IR
Aprile
8. Assorbimento
atomico
Aprile-Maggio
9. Introduzione ai
metodi
cromatografici.
TLC.
Cromatografia a
scambio ionico.
maggio-giugno
Eseguire e descrivere operativamente e dal
punto di vista teorico le metodiche relative al
modulo relative alle analisi effettuate in
laboratorio*
Eseguire esercizi riguardanti la stechiometria
degli argomenti trattati*
Utilizzare i fogli di calcolo per risolvere
problemi e rappresentare curve di taratura*
Descrivere e interpretare spettri IR
Eseguire e descrivere operativamente e dal
punto di vista teorico le metodiche relative al
modulo relative alle analisi effettuate in
laboratorio*
Utilizzare i fogli di calcolo per risolvere
problemi e rappresentare curve di taratura*
Eseguire e descrivere operativamente e dal
punto di vista teorico le analisi relative al
modulo effettuate in laboratorio*
struttura e meccanismo di funzionamento*
(con particolare riferimento alla
deionizzazione dell’acqua)
LABORATORIO
Si prevede lo svolgimento di esperienze connesse con i contenuti teorici sviluppati nei moduli
suindicati.
In particolare sono state concordate in dipartimento le seguenti esperienze:
Ripasso ed eventuale recupero di esperienze dell'anno precedente non svolte
Preparazioni di soluzioni in Molarità e Normalità partendo da acidi o basi concentrati
Titolazioni acido base:
Standardizzazione dell’acido cloridrico con carbonato;
Standardizzazione di un acido con una base a titolo noto;
Acidità dell'olio extravergine d'oliva (facoltativa)
Acidità del latte (facoltativa)
Determinazione dell’acido ortofosforico dalla “coca cola” (facoltativa)
Titolazione complessiometrica:
Determinazione della durezza permanente e temporanea con EDTA nell’acqua potabile.
Titolazioni di precipitazione - Argentometria:
Determinazione dei cloruri con il metodo di “Mohr” nell’acqua potabile.
Determinazione dei cloruri con il metodo di “Volhard” (facoltativa)
Determinazione dei cloruri nel sapone delle mani. (facoltativa)
Titolazioni redox - Permanganatometria:
Preparazione di una soluzione di permanganato di potassio 0.1N e relativa standardizzazione con
ossalato di sodio.
Determinazione del titolo dell’acqua ossigenata commerciale al 3,5%.
Titolazione Iodo-iodimetrica:
Determinazione del n° di iodio con il reattivo di Wjls.
Determinazione della vitamina C nel succo di limone (facoltativa).
Determinazione del cloro attivo negli ipocloriti (facoltativa)
Potenziometria: curva di titolazione acido forte e base forte;
Conduttimetria: curva di titolazione acido forte e base forte, costante di cella e conducibilità
dell'acqua.
Analisi spettrofotometrica:
Uso dello spettrofotometro U.V.Vis
Retta di taratura dello ione nitrito con il reattivo di Griess
Retta di taratura dello ione ammonio con il reattivo di Nessler.
Retta di taratura dei solfati e fosfati (facoltativa)
Assorbimento atomico
uso dello strumento AA. (facoltativa)
retta di taratura del Cu, Fe, Pb. (facoltativa)
ricerca del Cu nel vino, del Fe nel suolo e del Pb nell'erba. (facoltativa)
L’attività di laboratorio si propone in questa disciplina il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
(*contenuti e abilità da conseguire per il livello base)
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Conoscere e applicare le norme di sicurezza nel laboratorio chimico;*
Conoscere e saper utilizzare strumenti di laboratorio e vetreria;*
Effettuare l’elaborazione dati delle esperienze proposte;*
Individuare e gestire le informazioni per organizzare le attività sperimentali;*
Interpretare i dati e correlare gli esiti sperimentali con i modelli teorici;*
Applicare le norme sulla protezione ambientale e sulla sicurezza;*
Elaborare progetti chimici e biotecnologici e gestire attività di laboratorio.
UTILIZZO DELLE ORE CURRICOLARI (132 ORE)
Totale ore di lezione/attività di laboratorio/verifiche orali: 108
Ore previste per verifiche teoriche scritte 10
ore previste per verifiche pratiche scritte: 6
Ore utilizzabili per attività di recupero in itinere: 8