Problemi analitici e loro soluzioni-protocollo di lavoro Concetti di base circa il ruolo della chimica analitica e sue applicazioni. Protocollo di lavoro analitico: scelta del metodo, campionamento, metodologia analitica premisura (attacco del campione e separazione). Protocollo di lavoro analitico. Saggi classici e strumentali. Trattamento dei dati ottenuti. Equilibri in soluzione, aspetti cinetici e termodinamici. (2h) Ossidoriduzioni e acidità Equilibri in fase omogenea (acido-base, ossidoriduzioni). Equazione del Nernst. Fattori che influenzano la cinetica di una reazione chimica. Ossidoriduzioni e acidità. Riconoscimento selettivo degli alogenuri con il permanganato. Caso studio della coppia nitrito/ossido di azoto. Disproporzione e pH (caso studio degli alogeni e dell’acqua ossigenata). (4h) Complessi, acidità e ossidoriduzioni Cenni sui complessi. Fattori che influenzano la stabilità di un complesso (diluizione, mezzo, forza ionica). Effetto del pH su complessi che provengono da acidi deboli. Variazioni delle proprietà ossidoriduttive per formazione di complessi. Influenza della costante di instabilità sul potenziale. Potenziale di una coppia di ioni, entrambi complessanti. Caso studio del manganese (III). (3h) Equilibri di precipitazione, solubilità e acidità Equilibri in fase eterogenea. Concetto di prodotto di solubilità, relazione tra Kps e solubilità. Fattori che influenzano la solubilità di un composto poco solubile (forza ionica, attività, mezzo, diluizione, pH, effetto dello ione a comune). Solubilità di un composto poco solubile proveniente da un acido debole monoprotico. Chimica dei solfati, carbonati, ossalati. Chimica dei solfuri, calcolo del pH di precipitazione di un solfuro. Dissoluzione di un solfuro. Dissoluzione dei solfuri tramite formazione di sali e tiosali, dissoluzione mediante meccanismi acido base e di ossidoriduzione. Solubilità di un generico solfuro a qualsiasi valore di pH. Chimica degli idrossidi, il caso dell'idrossido di alluminio (anfotero) e dell'idrossido di zinco. Anfoterismo degli idrossidi. Cause dell’anfoterismo. Solubilità degli idrossidi anfoteri in funzione del pH. Formazione del precipitato. Formazione di precipitati colloidali, regole di adsorbimento, invecchiamento dei precipitati, post-precipitazione. (10 h) Solubilità e complessi Precipitazione di un composto insolubile da un complesso. Reazioni dei tiocomposti. Dissoluzione di un precipitato per formazione di complessi. (1h) Precipitazione e ossidoriduzioni Ossidazioni e precipitazioni. Il caso della coppia Fe2+/Fe3+. Variazione delle proprietà ossidoriduttive per precipitazione di sali. Stabilizzazione di uno stato di ossidazione mediante precipitazione (chimica del mercurio). Complessi e precipitazione. Sproporzionamento indotto dalla formazione di un precipitato. (2h) Classificazione dei metodi di separazione Estrazione liquido –liquido. Distribuzione tra fasi e legge del Nernst: concetto di costante di distribuzione, rapporto di distribuzione. Principi teorici sull’astrazione. Efficienza e selettività di una estrazione. Fattori che intervengono negli equilibri di estrazione. Estraibilità di acidi e basi deboli. Tecniche di separazione e relativi principi chimico-fisici. Estraibilità di un catione, dipendenza dal pH. curve logaritmiche. (2h) Attività di laboratorio (con descrizione del tipo di attività pratiche previste) Le attività di laboratorio si svolgono a gruppi di circa 50 studenti e comprendono le seguenti esperienze: 1-assegnazione della postazione e consegna vetreria. Spiegazione del funzionamento della centrifuga. (tempo richiesto circa 1.5 h) 2-Esperienza 1: solubilità in acidi forti (acido nitrico, acido cloridrico e acido solforico). (tempo richiesto circa 3 h) 3-Esperienza 2: Solubilità in basi (idrossido di sodio e ammoniaca). (tempo richiesto circa 3 h) 4-Esperienza 3: ossidazione e acidità: ossidazione selettiva degli alogenuri con permanganato. (tempo richiesto circa 4 h) 5-Esperienza 4: Equilibri di solubilità in funzione del pH e della formazione di complessi. Test di reattività e riconoscimento di Al3+, Fe2+, Fe3+ e Cr3+. (tempo richiesto circa 3 h) 6-Esperienza 5: Equilibri di solubilità in funzione del pH e della formazione di complessi. (tempo richiesto circa 3 h) 7-Esperienza 6: Separazione di Ag+, Zn2+ e Mn+2 mediante precipitazione a pH controllato. (tempo richiesto circa 4 h) 8-Esperienza 7: Separazione di Cu2+, Hg2+, As3+, Ni2+ e Co+2 mediante precipitazione a pH controllato. (tempo richiesto circa 4 h) 9-Prova incognita. (tempo richiesto circa 4 h) 10-Prova incognita 2 (tempo richiesto circa 4 h) 11-Riconsegna corredi di laboratorio. (tempo richiesto circa 1 h)

Araneo A. “Chimica Analitica Qualitativa: Nuovo Metodo Periodale”, Casa Editrice Ambrosiana Milano -Douglas A.Skoog, Donald M. West, F. James Holler. “Fondamenti di Chimica Analitica”, EdiSES S.r.l. Napoli

Il programma dell'insegnamento prevede una parte di lezioni frontali di 3 CFU (crediti formativi) pari a 24 ore in aula e 6 CFU pari a 72 ore di Esercitazioni di laboratorio per verificare sperimentalmente l’effetto di equilibri multipli. Gli argomenti trattati nelle lezioni frontali sono: Introduzione alla chimica analitica, Richiami sulle soluzioni, Equilibri in fase omogenea ed eterogenea (4 ore); Soluzioni acquose di elettroliti, Attività e concentrazione, forza ionica e coefficiente di attività, Impostazione equazioni di bilancio di massa ed elettroneutralità (10 ore); Acidi e basi: calcolo del pH; trattamento rigoroso dell’equilibrio, possibili approssimazioni, curve di distribuzione e diagrammi logaritmici, Soluzioni tampone, potere tampone, soluzioni di anfoliti (10 ore). Le esercitazioni di laboratorio trattano: Misure di massa e volume, Bilance meccaniche e Bilance elettroniche, Caratteristiche delle bilance, Esercitazione di pesata su diversi tipi di bilance, Materiale dei dispositivi volumetrici, Matracci tarati, Preparazione di una soluzione, Buone pratiche di laboratorio per l’impiego della vetreria volumetrica, Taratura dei dispositivi volumetrici.Titolazioni con Indicatore; Equilibri di solubilità, Equilibri formazione di complessi; Comportamento di sali contenenti particolari cationi in seguito a trattamento con complessanti, basi ed acidi; Riconoscimento dei Cloruri e Carbonati in campione incognito; Preparazione di soluzioni tampone. Per ogni esercitazione è prevista una relazione scritta.

Sono disponibili dispense scaricabili gratuitamente dal sito e-learning dell'Ateneo predisposte dal docente. Altri testi: Fondamenti di Chimica Analitica, F. Salvatore, F. Filippelli, M. M. Salvatore ISBN 978-88-255-1126-0, 972 pagine Aracne editrice (Roma, 2018) - “Fondamenti di Chimica Analitica”, Douglas A.Skoog, Donald M. West, F. James Holler., EdiSES S.r.l. Napoli - Interpretazione Grafica del pH e della Capacità Tamponante di Soluzioni Acquose di Acidi e Basi, F. Salvatore. Aracne editrice (Roma, 2009).

Problemi analitici e loro soluzioni-protocollo di lavoro Concetti di base circa il ruolo della chimica analitica e sue applicazioni. Protocollo di lavoro analitico: scelta del metodo, campionamento, metodologia analitica premisura (attacco del campione e separazione). Protocollo di lavoro analitico. Saggi classici e strumentali. Trattamento dei dati ottenuti. Equilibri in soluzione, aspetti cinetici e termodinamici. (2h) Ossidoriduzioni e acidità Equilibri in fase omogenea (acido-base, ossidoriduzioni). Equazione del Nernst. Fattori che influenzano la cinetica di una reazione chimica. Ossidoriduzioni e acidità. Riconoscimento selettivo degli alogenuri con il permanganato. Caso studio della coppia nitrito/ossido di azoto. Disproporzione e pH (caso studio degli alogeni e dell’acqua ossigenata). (4h) Complessi, acidità e ossidoriduzioni Cenni sui complessi. Fattori che influenzano la stabilità di un complesso (diluizione, mezzo, forza ionica). Effetto del pH su complessi che provengono da acidi deboli. Variazioni delle proprietà ossidoriduttive per formazione di complessi. Influenza della costante di instabilità sul potenziale. Potenziale di una coppia di ioni, entrambi complessanti. Caso studio del manganese (III). (3h) Equilibri di precipitazione, solubilità e acidità Equilibri in fase eterogenea. Concetto di prodotto di solubilità, relazione tra Kps e solubilità. Fattori che influenzano la solubilità di un composto poco solubile (forza ionica, attività, mezzo, diluizione, pH, effetto dello ione a comune). Solubilità di un composto poco solubile proveniente da un acido debole monoprotico. Chimica dei solfati, carbonati, ossalati. Chimica dei solfuri, calcolo del pH di precipitazione di un solfuro. Dissoluzione di un solfuro. Dissoluzione dei solfuri tramite formazione di sali e tiosali, dissoluzione mediante meccanismi acido base e di ossidoriduzione. Solubilità di un generico solfuro a qualsiasi valore di pH. Chimica degli idrossidi, il caso dell'idrossido di alluminio (anfotero) e dell'idrossido di zinco. Anfoterismo degli idrossidi. Cause dell’anfoterismo. Solubilità degli idrossidi anfoteri in funzione del pH. Formazione del precipitato. Formazione di precipitati colloidali, regole di adsorbimento, invecchiamento dei precipitati, post-precipitazione. (10 h) Solubilità e complessi Precipitazione di un composto insolubile da un complesso. Reazioni dei tiocomposti. Dissoluzione di un precipitato per formazione di complessi. (1h) Precipitazione e ossidoriduzioni Ossidazioni e precipitazioni. Il caso della coppia Fe2+/Fe3+. Variazione delle proprietà ossidoriduttive per precipitazione di sali. Stabilizzazione di uno stato di ossidazione mediante precipitazione (chimica del mercurio). Complessi e precipitazione. Sproporzionamento indotto dalla formazione di un precipitato. (2h) Classificazione dei metodi di separazione Estrazione liquido –liquido. Distribuzione tra fasi e legge del Nernst: concetto di costante di distribuzione, rapporto di distribuzione. Principi teorici sull’astrazione. Efficienza e selettività di una estrazione. Fattori che intervengono negli equilibri di estrazione. Estraibilità di acidi e basi deboli. Tecniche di separazione e relativi principi chimico-fisici. Estraibilità di un catione, dipendenza dal pH. curve logaritmiche. (2h) Attività di laboratorio (con descrizione del tipo di attività pratiche previste) Le attività di laboratorio si svolgono a gruppi di circa 50 studenti e comprendono le seguenti esperienze: 1-assegnazione della postazione e consegna vetreria. Spiegazione del funzionamento della centrifuga. (tempo richiesto circa 1.5 h) 2-Esperienza 1: solubilità in acidi forti (acido nitrico, acido cloridrico e acido solforico). (tempo richiesto circa 3 h) 3-Esperienza 2: Solubilità in basi (idrossido di sodio e ammoniaca). (tempo richiesto circa 3 h) 4-Esperienza 3: ossidazione e acidità: ossidazione selettiva degli alogenuri con permanganato. (tempo richiesto circa 4 h) 5-Esperienza 4: Equilibri di solubilità in funzione del pH e della formazione di complessi. Test di reattività e riconoscimento di Al3+, Fe2+, Fe3+ e Cr3+. (tempo richiesto circa 3 h) 6-Esperienza 5: Equilibri di solubilità in funzione del pH e della formazione di complessi. (tempo richiesto circa 3 h) 7-Esperienza 6: Separazione di Ag+, Zn2+ e Mn+2 mediante precipitazione a pH controllato. (tempo richiesto circa 4 h) 8-Esperienza 7: Separazione di Cu2+, Hg2+, As3+, Ni2+ e Co+2 mediante precipitazione a pH controllato. (tempo richiesto circa 4 h) 9-Prova incognita. (tempo richiesto circa 4 h) 10-Prova incognita 2 (tempo richiesto circa 4 h) 11-Riconsegna corredi di laboratorio. (tempo richiesto circa 1 h)

-Araneo A. “Chimica Analitica Qualitativa: Nuovo Metodo Periodale”, Casa Editrice Ambrosiana Milano -Douglas A.Skoog, Donald M. West, F. James Holler. “Fondamenti di Chimica Analitica”, EdiSES S.r.l. Napoli