FUNDAMENTALS OF ANALYTICAL CHEMISTRY
Academic year2020/21
CourseCHEMISTRY
Code229CC
Credits6
PeriodSemester 2
LanguageItalian
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) |
| FONDAMENTI DI CHIMICA ANALITICA | CHIM/01 | LEZIONI | 62 | |
Obiettivi di apprendimento
Conoscenze
Al termine del corso lo studente:
- avrà acquisito conoscenze di base in chimica analitica;
- avrà una chiara idea di cosa è la chimica analitica e del suo scopo;
- avrà acquisito i concetti di base degli equilibri acido-base, complessometrici, relativi alla solubilità e alla separazione di fase;
- sarà in grado di gestire le relative equazioni, le loro approssimazioni e sarà in grado di risolvere problemi pratici;
- sarà in grado di condurre una analisi qualitativa di una miscela incognita di sali inorganici per tramite separazione per via umida.
Knowledge
At the end of the program/course the student:
- will have a general background in basic analytical chemistry;
- will know what is analytical chemistry and its purposes;
- will understand basic concepts on acid-base, complexometric, solubility and phase separation equilibria;
- will be able to manage relevant equations, approximations and their use to solve practical problems;
- will know how to carry on a qualitative analysis of a salt mixture based on step-by-step components separation.
Modalità di verifica delle conoscenze
- La verifica delle conoscenze sarà oggetto della valutazione dei risultati ottenuti nelle esperienze di laboratorio
Assessment criteria of knowledge
- The progresses of the student will be checked also owing to the evaluation of the results of the experiments done in the laboratory part of the course.
Capacità
Al termine del corso:
- lo studente avrà migliorato la propria manualità nell’effettuare una analisi qualitativa di un campione di sali inorganici;
- lo studente avrà migliorato la propria capacità di risolvere problemi numerici legati agli equilibri in soluzione.
Skills
At the end of the program/course the student:
- will have grown in its dexterity to do qualitative analyses on inorganic salts mixtures;
- will have grown in its ability to solve numeric problems on solution equilibria.
Modalità di verifica delle capacità
- Durante le sessioni di laboratorio sarà controllata da docente/assistenti la capacità manuale degli studenti
- Durante le esercitazioni numeriche in aula verrà stimolata la partecipazione attiva degli studenti
Assessment criteria of skills
- Teachers/assistants will check for the student dexterity during laboratory
- The teacher will stimulate discussion on the numerical problems during the lessons
Comportamenti
- Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità alle problematiche ambientali
- Lo studente potrà saper gestire l’organizzazione di un lavoro in gruppo
- Saranno acquisite opportune sensibilità nello svolgere attività
- Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità alle problematiche di sicurezza in laboratorio
Behaviors
The student will:
- acquire and develop sensibility towards environmental issues
- be able to organise team work
- increase its ability to work in an accurate way
- acquire and develop sensibility towards safety risks
Modalità di verifica dei comportamenti
- Durante le sessioni di laboratorio saranno valutati il grado di accuratezza delle attività svolte
- Durante il lavoro di gruppo in laboratorio sono osservate le modalità di organizzazione delle attività
- Durante le sessioni di laboratorio sono osservati i comportamenti relativi a corretto smalitimento e comportamento sicuro
Assessment criteria of behaviors
- The accuracy of the laboratory work done will be checked
- The organisation of the team work during the laboratory will be checked
- The attention to correct disposal of chemicals and to safe behaviour in the laboratory will be checked
Prerequisiti (conoscenze iniziali)
Principi di chimica generale quali basi di nomenclatura di sali inorganici, orbitali, doppietti elettronici, sistemi elettron-ricchi ed elettron-poveri, numeri di ossidazione, acidi, basi, ossidanti, riducenti, forze attrattive e repulsive, soluzioni e concentrazioni, scrittura dell’equilibrio chimico e delle relative constanti.
Principi di matematica
Prerequisites
Principles of chemistry as nomenclature of inorganic salts, orbitals, electron pairs, electron-rich and electron-deficient systems, oxidation numbers, acids, bases, oxidation and reduction, attraction and repulsion of ions, solutions and concentrations, expression for chemical equilibria and chemical constants.
Principles of mathematics
Indicazioni metodologiche
- Il corso è a stretto obbligo di frequenza, sia per quanto riguarda la parte in aula, sia per il laboratorio didattico.
- Le lezioni sono frontali, alla lavagna (per una descrizione dettagliata, discussa in parallelo con lo studente sia degli aspetti teorici, sia numerici, sia di laboratorio)
- Le esercitazioni in laboratorio sono fatte in turni (max 40 studenti), all’interno dei quali si formano piccoli gruppi di 2-3 studenti
- Viene creata una mailing-list (non obbligatoria) di studenti di un dato a.a. per comunicazioni (che vengono in ogni caso anche pubblicate sul sito e-learning)
- Viene fatto ampio uso del sito e-learning: come contenitore per scaricare liberamente materiale inerente il corso (materiale di studio, dispense di laboratorio, slides power point presentate nella lezione di chiusura, archivio vecchio compiti), per pubblicare avvisi e informazioni (programma del corso, lista turni, calendario laboratorio, risultati votazioni laboratorio)
- I ricevimenti sono concordati con il docente per posta elettronica
Teaching methods
- Attendance to both lessons and laboratory is mandatory
- The lessons are face to face, the teacher uses the black board for a detailed description and discussion with the students of the theoretical, mathematical and practical aspects of the topics
- Laboratory practice concern shifts of ca. 40 students, divided into smaller groups of 2-3 students.
- A mailing-list (non compulsory subscription) is done of the students of a given year for communications (any communication is anyway also posted on the e-learning site)
- The e-learning site is deeply used: as e-box for free downloading materials (for studying, laboratory notes, power point slides of the closing lesson, archive of examination tests), to post communications and news (course program, shifts lists, laboratory calendar, laboratory final marks)
- Consultation hours are arranged by mail communication between teacher and student.
Programma (contenuti dell'insegnamento)
- PARTE 1 – Parte teorica A: la chimica analitica, scopi e metodi; equilibri acido-base per acidi/basi deboli; formazione di complessi metallici, meccanismo, costante apparente, sua dipendenza da sali aggiunti, equilibri accoppiati acido/base e di complessazione; curve di titolazione e indicatori per acido/base e complessometria; ripartizione di fase, accoppiamento con acido/base e complessazione; coefficienti di attività e calcoli di forza ionica.
- PARTE 2 – Parte teorica B: come eseguire una analisi qualitativa di una miscela di sali inorganici. Separazione step-by-step (analisi per via umida) per l’analisi qualititativa e relativi equilibri. Analisi degli anioni e relative reazioni. Informazioni su procedure/sicurezza/smaltimento.
- PARTE 3 – Laboratorio didattico: analisi di miscele di sali inorganici, svolte in prima persona dagli studenti.
- PARTE 4 – Esercizi/problemi numerici/calcoli
Syllabus
- PART 1 - Theoretical part A: Analytical chemistry: purposes, methods. Acid-base equilibria for weak acids or bases/Metal complex formation: mechanisms, apparent constant dependence on added salts, coupled acid-base or complexation equilibria/ Titration curves and indicators for acid-base and complexometry/ Phase repartition, coupling with acid/base and metal complexation/ Activity coefficients and ionic strength calculations.
- PART 2 – Theoretical part B: How to do a qualitative analysis of an inorganic salt mixture. Step-by-step separations for the analysis of cations and relevant equilibria. Analysis of anions. Procedure/Safety informations.
- PART 3 - Laboratory practice: analysis of inorganic salt mixtures by the students themselves.
- PART 4 - Exercises/problems/calculations
Bibliografia e materiale didattico
Si consigliano (ma non solo e non necessariamente dato che gli argomenti di base trattati si trovano su tutti i libri di base di chimica generale e chimica analitica - oltre al materiale reperibile online al sito e-learning):
FONDAMENTI DI CHIMICA - SILVESTRONI (Ed. MASSON)
FONDAMENTI DI CHIMICA ANALITICA - SKOOG WEST HOLLER CROUCH (Ed. EDISES)
FONDAMENTI DI CHIMICA ANALITICA - SAINI e MENTASTI (Ed. UTET)
CHIMICA ANALITICA Vol. I - TREADWELL (Ed. VALLARDI)
CHIMICA ANALITICA Vol. II - TREADWELL (Ed. VALLARDI)
PROBLEM SOLVING IN ANALYTICAL CHEMISTRY - HADJIIOANNOU et al. (PERGAMON PRESS)
Bibliography
Possible recommended books (but not only and not necessarily as the basic topics concerned are present in most basic books of general and analytical chemistry – in addition to the material on the e-learning site):
FONDAMENTI DI CHIMICA - SILVESTRONI (Ed. MASSON)
FOUNDAMENTALS OF ANALYTICAL CHEMISTRY - SKOOG WEST HOLLER CROUCH (Ed. EDISES)
FONDAMENTI DI CHIMICA ANALITICA - SAINI e MENTASTI (Ed. UTET)
ANALYTICAL CHEMISTRY Vol. I - TREADWELL (Ed. VALLARDI)
ANALYTICAL CHEMISTRY Vol. II - TREADWELL (Ed. VALLARDI)
PROBLEM SOLVING IN ANALYTICAL CHEMISTRY - HADJIIOANNOU et al. (PERGAMON PRESS)
Indicazioni per non frequentanti
Il corso è ad obbligo di frequenza
Non-attending students info
This is a course with compulsory attendance
Modalità d'esame
- L'esame è composto da una prova scritta. La votazione finale dell’esame è la media aritmetica di prova scritta e voto di laboratorio (in trentesimi). Il voto di laboratorio rimane valido per un tempo indeterminato.
- La prova scritta consiste in quattro quesiti da risolvere a mano su carta in massimo 3 ore. I primi tre valgono ciascuno massimo 8 punti di cui almeno uno è una domanda di teoria e almeno uno prevede calcoli numerici. Il quarto quesito, del valore di massimo 6 punti, riguarda la procedura di analisi eseguita in laboratorio. La prova scritta, se superata (minimo 18/30), rimane valida solo per un appello (a meno di rifiutare il voto di laboratorio e di concordare un orale di recupero per l’appello successivo – si veda dopo). La prova non è superata se il candidato mostra di non essere in grado di esprimersi in modo chiaro e di usare la terminologia corretta, se non risponde correttamente alle domande corrispondenti alla parte piú basilare del corso, se il candidato mostrerà ripetutamente l'incapacità di mettere in relazione parti del programma e nozioni.
- La prova orale verte sul laboratorio didattico e sulla procedura effettuata per l’analisi qualitativa di una miscela e sui vari dettagli sperimentali e chimici. Essa non è di norma prevista. Tuttavia, diventa obbligatoria in caso di voto insufficiente nelle analisi di laboratorio. Qualora lo studente ritenga di aver ottenuto voto troppo basso per il laboratorio, lo può rifiutare e chiedere di sostenere una prova orale da svolgere nell’appello in cui si supera lo scritto o in quello immediatamente successivo. La prova orale consiste in una interrogazione alla lavagna davanti una commissione. La prova non è superata se il candidato mostra di non essere in grado di esprimersi in modo chiaro e di usare la terminologia corretta, se non risponde correttamente alle domande corrispondenti alla parte piú basilare del corso, se il candidato mostrerà ripetutamente l'incapacità di mettere in relazione parti del programma e nozioni.
Assessment methods
- The final examination is a written test. The final mark for the exam is the arithmetic mean value between written test mark and laboratory mark (over 30). The laboratory mark is valid indefinitely.
- The written test is composed by 4 queries to be solved on paper in maximum 3 hours. First three queries count maximum 8 points each. At least one of them concerns a theoretical query. At least one of them is a numerical problem. The fourth query (maximum 6 points) concerns the laboratory practice and the procedure used for the qualitative analysis of salt mixture. The test is passed for a mark higher or equal to 18/30. It remains valid just for one session, excepted if an oral examination is requested by the student for the subsequent session (see below). The test is not passed if the candidate is not able to reply to the query with clarity and appropriate terminology, if it does not reply to the part concerned with the most basic aspects of the course, if he/she is not able to correlate the different topics and concepts.
- The oral examination concerns the laboratory practice and the procedure for the qualitative analysis of inorganic salts mixtures, together with the relevant practical and theoretical aspects. This is not compulsory. However, if become compulsory in case of insufficient mark at the laboratory experiments. It can be that the student is dissatisfied with the laboratory mark, this being too low (even if sufficient). In such a case, he/she can reject the mark and ask for and oral examination to be done in the same session of a passed written examination or in that immediately subsequent. The oral examination is a discussion at the blackboard, in front of a committee. The test is not passed if the candidate is not able to reply to the query with clarity and appropriate terminology, if it does not reply to the part concerned with the most basic aspects of the course, if he/she is not able to correlate the different topics and concepts.
Updated: 02/09/2020 16:16
