FONDAMENTI DI CHIMICA ANALITICA
Anno accademico 2023/2024 - Docente: Alberto TORRISIRisultati di apprendimento attesi
Lo studente dovrà acquisire la capacità di affrontare problematiche relative a sistemi reali all’equilibrio in soluzione acquosa (indicatore di Dublino 1). Dovrà essere in grado, in particolare, di determinare la composizione chimica di una soluzione acquosa in presenza di equilibri acido-base e/o di precipitazione e/o di complessazione (indicatore di Dublino 2). Dovrà conoscere le principali applicazioni di questi equilibri all'analisi volumetrica.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni frontali con esercitazionie numeriche su tutti gli argomenti previsti dal programma di esame
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus
Informazioni per gli studenti con disabilità e/o DSA: a garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’Inclusione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del Dipartimento cui afferisce l’insegnamento.
Prerequisiti richiesti
Conoscenze di base di matematica e di chimica.
Frequenza lezioni
Come da regolamento didattico di ateneo e/o regolamento del Corso di Studi. In ogni caso fortemente consigliata perchè facilita notevolmente l'apprendimento.
Contenuti del corso
1.1 Equilibrio chimico – Costante di equilibrio. Fattori che influenzano la costante di equilibrio: composizione, solvente, temperatura. Trattazione sistematica di sistemi ionici all’equilibrio. Bilanci di massa, di carica e protonico.
1.2 Attività - Relazione fra attività, concentrazione, coefficiente di attività ed espressione di equilibrio. Costanti termodinamiche e costanti stechiometriche. Forza ionica. Correlazione fra forza ionica e coefficiente di attività: cenni sulla teoria di Debye-Huckel.
2. Equilibri acido-base - Teorie di Broensted e Lewis. Concetto di coppia coniugata. Forza di acidi e basi. Prodotto ionico dell'acqua e pH. Acidità e neutralità di una soluzione acquosa. Soluzioni acquose di acidi forti e basi forti. Trattazione rigorosa dell'equilibrio. Trattazione approssimata: criteri e limiti di validità. Soluzioni acquose di acidi deboli monoprotici e basi deboli monoacide. Grado di dissociazione. Trattazione rigorosa dell'equilibrio. Trattazione approssimata: criteri e limiti di validità. Soluzioni acquose contenenti una coppia coniugata acido base. Trattazione rigorosa. Soluzioni tampone. Trattazione approssimata: criteri e limiti di validità. Potere tampone: definizione, calcolo e semplici applicazioni. Soluzioni acquose di acidi poliprotici e basi poliacide. Trattazione rigorosa e approssimata. Espressione della composizione in funzione del pH. Diagrammi di distribuzione. Anfoliti. Soluzioni acquose contenenti coppie coniugate di acidi poliprotici e basi poliacide. Trattazione rigorosa e approssimata. Miscele di acidi e di basi non coniugati.
3. Equilibri di complessazione - Costante di formazione termodinamica. Costante di formazione condizionale. Leganti monodentati e polidentati. Effetto chelante. Trattazione degli equilibri di complessazione. Effetto del pH sugli equilibri di complessazione.
4. Equilibri di precipitazione - Prodotto ionico, solubilità e prodotto di solubilità. Influenza della forza ionica, della temperatura, del solvente. Effetto dello ione a comune. Precipitazione simultanea e precipitazione selettiva. Effetto delle interazioni acido base sulla solubilità di sali formati da cationi e anioni monovalenti, bivalenti e trivalenti: interazioni acido-base di Broensted; interazioni acido-base di Lewis.
5.1 Titolazioni acido-base - Metodi volumetrici: generalità. Concetto di titolazione, punto di equivalenza e punto di fine o di arresto. Curva di titolazione: trattazione rigorosa ed approssimata. Errore di titolazione. Indicatori acido-base. Titolazione acido forte-base forte e viceversa, acido debole-base forte, base debole-acido forte, acido poliprotico-base forte, base poliacida-acido forte. Criteri di titolabilità. Titolazioni di miscele di acidi o di basi.
5.2 Titolazioni per precipitazione - Curva di titolazione: trattazione rigorosa ed approssimata. Errore di titolazione. Titolazione degli alogenuri con il metodo di Mohr, di Volhard. e di Fajans. Titolazione di miscele di alogenuri.
5.3 Titolazioni complessometriche - Titolazioni con EDTA: titolazioni dirette, indirette, per spostamento, di ritorno. Curva di titolazione: trattazione rigorosa ed approssimata. Effetto del complessante ausiliario. Indicatori metallocromici. Errore di titolazione. Titolazione di Liebig.
Testi di riferimento
1. D.Harris: Fondamenti di Chimica Analitica - Zanichelli
2. Holler Crouch: Fondamenti di Chimica Analitica di Skoog e West- EDISES Editore
3. Testi dettagliati delle lezioni messi a disposizione su Studium contenenti anche numerosi problemi d'esame svolti
Programmazione del corso
Argomenti | Riferimenti testi | |
---|---|---|
1 | Equilibri acido-base di Broensted e relative titolazioni | PDF delle lezioni su Studium |
2 | Equilibri di solubilità e di precipitazione e titolazioni per precitazione | PDF delle lezioni su Studium |
3 | Equilibri di complessazione e relative titolazioni | PDF delle lezioni su Studium |
4 | Forza ionica e sua influenza sulle costanti di equilibrio | PDF delle lezioni su Studium |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Prova scritta, che fungerà da ammissione al colloquio, basata sugli argomenti trattati e svolti negli esercizi durante il corso e disponibili su Studium, .
Colloquio basato su domande formulate dalla commissione principalmente sugli argomenti considerati irrinunciabili ma anche sulla rimanente parte del programma.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
La votazione segue il
seguente schema:
Non idoneo
Conoscenza e comprensione argomento: Importanti
carenze. Significative imprecisioni
Capacità di analisi e sintesi: Irrilevanti.
Frequenti generalizzazioni. Incapacità di sintesi
Utilizzo di referenze: Completamente inappropriato
18-20
Conoscenza e comprensione argomento: A livello
soglia. Imperfezioni evidenti
Capacità di analisi e sintesi: Capacità appena
sufficienti
Utilizzo di referenze: Appena appropriato
21-23
Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza
routinaria Capacità di analisi e sintesi: E’ in grado di analisi e sintesi
corrette. Argomenta in modo logico e coerente
Utilizzo di referenze: Utilizza le referenze
standard
24-26
Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza
buona
Capacità di analisi e sintesi: Ha capacità di
analisi e di sintesi buone. Gli argomenti sono espressi coerentemente
Utilizzo di referenze: Utilizza le referenze
standard
27-29
Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza
più che buona
Capacità di analisi e sintesi: Ha notevoli
capacità di analisi e di sintesi
Utilizzo di referenze: Ha approfondito gli
argomenti
30-30L
Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza
ottima
Capacità di analisi e sintesi: Ha notevoli
capacità di analisi e di sintesi.
Utilizzo di referenze: Importanti approfondimenti.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Trattazione sistematica di una soluzione acquosa di un acido monoprotico debole a varie diluizioni.
Trattazione sistematica di una soluzione acquosa di un acido diprotico a varie diluizioni.
Trattazione sistematica di una soluzione acquosa contenente un anfolita.
Criteri di preparazione di una soluzione tampone.
Calcolo del pH durante la titolazione di un componente debole mono e bifunzionale con un componente forte.
Scelta delle condizioni ottimali per la titolazione di un catione con EDTA.
Aspetti qualitativi e quantitativi dei fattori che influenzano la solubilità di un sale poco solubile.
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