- Oggetto:
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Chimica Analitica - Chimica e Tecnologia Farmaceutiche
- Oggetto:
Anno accademico 2011/2012
- Codice dell'attività didattica
- FAR0015
- Docente
- Prof. Ornella ABOLLINO (Titolare del corso)
- Corso di studi
- [f003-c504] laurea magistrale in chimica e tecnologia farmaceutiche - a torino
- Anno
- 1° anno
- Tipologia
- Di base
- Crediti/Valenza
- 8
- SSD dell'attività didattica
- CHIM/01 - chimica analitica
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Il corso è finalizzato a condurre gli studenti ad acquisire le conoscenze di base pertinenti alla chimica analitica, ovvero saper applicare gli equilibri acido-base, di formazione di complessi, di ossido-riduzione ed eterogenei alle analisi volumetriche e strumentali per definire le specie chimiche presenti in soluzione e determinarne la concentrazione.
Il corso inoltre illustra il concetto di segnale analitico, i principi di funzionamento delle principali strumentazioni analitiche di un laboratorio chimico e le loro applicazioni in particolare nelle tecniche spettroscopiche, elettrochimiche e separative.
Infine si forniscono le conoscenze di base per l'utilizzo di metodi statistici e chemiometrici nella valutazione dei dati.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Il fine del corso è quello di condurre gli studenti alla comprensione dei concetti teorici fondamentali del processo analitico e dei procedimenti idonei ad esprimere idee qualitative in forma quantitativa e verificabile, allo sviluppo di criteri di valutazione delle tecniche analitiche, nonché consentire lacquisizione delle nozioni necessarie per affrontare i corsi degli anni seguenti, in particolare quelli in ambito analitico-farmaceutico.
- Oggetto:
Programma
Introduzione
Definizione e finalità della Chimica Analitica. Il processo analitico: stadi operativi di una determinazione qualitativa e quantitativa. Classificazione dei principali metodi di analisi quantitativa. Ricerca bibliografica in Chimica Analitica.
Valutazione di un metodo di analisi e trattamento dei dati analitici
Criteri di scelta e valutazione di un metodo analitico. Parametri di qualità del dato analitico e suo trattamento statistico.
Cenni di chemiometria e sue applicazioni in chimica analitica.
Attività, concentrazione, equilibri
Attività e concentrazione: significato e calcolo. Trattamento sistematico dell'equilibrio: equazioni di bilancio di massa e bilancio di carica. Equilibri e speciazione: calcolo del pH ed equilibri acido-base, equilibri di complessazione, di solubilità e di ossido-riduzione.
Tecniche di analisi chimica classica
Analisi volumetriche: principi di base; titolazioni acido base, di complessazione, di precipitazione, di ossido-riduzione.
Caratteristiche e formazione di precipitati colloidali e cristallini. La coprecipitazione.
Analisi gravimetriche: metodi di precipitazione e di volatilizzazione.
Tecniche di analisi chimica strumentale
METODI SPETTROSCOPICI DI ANALISI
Spettroscopia atomica e molecolare: definizione di radiazione elettromagnetica; interazione fra radiazione elettromagnetica e materia: assorbimento ed emissione, livelli energetici e transizioni. Aspetti qualitativi: spettri di assorbimento ed emissione. Aspetti quantitativi: legge di Lambert-Beer.
Spettroscopia di assorbimento ed emissione atomica: principi e strumentazione. Atomizzatore a fiamma, elettrotermico, a plasma (ICP). Applicazioni.
Spettroscopia di assorbimento molecolare (UV-Vis): principi e strumentazione. Definizione di gruppo cromoforo. Applicazioni.
Spettroscopia di emissione molecolare: principi e strumentazione. Fotoluminescenza e bio-chemiluminescenza. Applicazioni.
Tecniche spettroscopiche per l'analisi di solidi: spettroscopia di riflettanza e sue applicazioni farmaceutiche; spettroscopia di raggi X e sue applicazioni.
METODI ELETTROANALITICI
Potenziometria: elettrodi ionoselettivi (elettrodi a vetro, elettrodi a membrana cristallina e liquida; elettrodi a gas e biocatalici). Applicazioni.
Voltammetria: tecniche dirette e di stripping.Applicazioni.
Cenni di conduttimetria e sue applicazioni.
METODI TERMOANALITICI
Termogravimetria, analisi termica differenziale, calorimetria differenziale a scansione. Applicazioni.
METODI SEPARATIVI
Principi della separazione cromatografica. Classificazione dei metodi cromatografici.
Cenni sulla cromatografia liquida e sulla gascromatografia e sulle loro applicazioni.
Cenni di elettroforesi e sue applicazioni.
ALTRE TECNICHE ANALITICHE STRUMENTALI
Metodi bioanalitici e loro applicazioni.
Spettrometria di massa con sorgente ICP e sue applicazioni.
Trattamento del campione
Campionamento di materiali omogenei ed eterogenei. Preparazione del campione. Tecniche di estrazione: estrazione liquido-liquido, solido-liquido ed in fase gas. Estrazione in fase solida (SPE). Microestrazione in fase solida (SPME).
Organizzazione della didattica
Il corso si articola in lezioni frontali durante le quali, oltre a trattare aspetti teorici, si risolvono esercizi su problematiche di chimica analitica.
Attività di supporto alla didattica
Sulla piattaforma Moodle sono presenti video in cui la docente mostra il funzionamento delle principali strumentazioni trattate nel corso. Inoltre sono presenti approfondimenti sugli argomenti trattati, un glossario dei principali termini usati nelle lezioni e links a siti di interesse nel campo della chimica analitica.
Metodi di valutazione
La valutazione prevede una prova scritta relativa alla prima parte del corso, comprendente esercizi e domande, ed una prova orale sulle tecniche di analisi chimica strumentale.
Introduction
Definition and aims of Analytical Chemistry. The analytical process: steps of a qualitative and quantitative determination. Classification of the main methods of analytical chemistry. Bibliographic search in Analytical Chemistry.
Evaluation of a method of analysis and treatment of analytical data
Criteria for choosing and evaluating an analytical method. Parameters defining the quality of analytical data and their statistical treatment.
Hints on chemometrics and its applications in analytical chemistry.
Activity, concentration, equilibria
Activity and concentration: meaning and calculation. Systematic treatment of equilibrium: mass balance and charge balance equations. Equilibria and speciation: calculation of pH and acid-base, complexation, solubility and redox equilibria.
Classical techniques of chemical analysis
Volumetric analysis: fundamentals; acid-base, complexation, precipitation, redox titrations.
Characteristics and formation of colloidal and crystalline precipitates. Coprecipitation.
Gravimetric analysis: precipitation and volatilization techniques.
Instrumental techniques of chemical analysis
SPECTROSCOPIC METHODS OF ANALYSIS
Atomic and molecular spectroscopy: definition of electromagnetic radiation; interaction between electromagnetic radiation and matter: absorption and emission, energy levels and transitions. Qualitative aspects: absorption and emission spectra. Quantitative aspects: Lambert-Beer law.
Atomic absorption and atomic emission spectroscopy: principles and instrumentatio. Flame, furnace, plasma (ICP) atomizers. Applications.
Molecular absorption (UV-vis) spectroscopy: principles and instrumentation. Definition of chromophore. Applications.
Molecular emission spectroscopy: principles and instrumentation. Photoluminescenca and bio-chemiluminescence. Applications.
Spectroscopic techniques for the analysis of solid samples: reflectance spectroscopy and its pharmaceutical applications; X-ray spectroscopy and its applications.
ELECTROANALYTICAL METHODS
Potentiometry: ion selective electrodes (glass electrodes; crystalline and liquid membrane electrodes; gas and bio-catalytic electrodes). Applications.
Voltammetry: direct and stripping techniques. Applications.
Hints on conductimetry and its applications.
THERMOANALYTICAL METHODS
Thermogravimetry, differential thermal analysis, differential scanning calorimetry. Applications.
SEPARATION METHODS
Principles of chromatographic separation. Classification of chromatographic methods.
Hints on liquid chromatography and gas-chromatography and on their applications.
Hints on electrophoresis and its applications.
OTHER INSTRUMENTAL ANALYTICAL TECHNIQUES
Bioanalytical methods and their applications.
Mass Spectrometry with ICP source and its application.
Sample treatment
Sampling of homogeneous and heterogeneous materials. Sample preparation. Extraction techniques: liquid-liquid, solid-liquid and gas phase extractions. Solid phase extraction (SPE). Solid phase microextraction (SPME).
Organization of the course
The course consists of lectures during which, in addition to theoretical aspects, exercises on analytical chemistry topics are solved.
Additional activities
On Moodle platforms there are videos in which the lectures shows the main instruments treated in the course. Furthermore there are further concepts on the subjects covered in the course, a glossary of the main terms used during the lectures and links to sites of interest in the field of analytical chemistry.
Methods of evaluation
Evaluation is based on a written test regarding the first part of the course, including exercises and questions, and an oral test on instrumental analytical techniques.
Testi consigliati e bibliografia
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D.A. Skoog, D.M.West, Fondamenti di Chimica Analitica, Ed. Edises
D.C. Harris, Chimica Analitica Quantitativa, Ed. Zanichelli
D.A. Skoog, F.J. Holler, S.R. Crouch Chimica analitica strumentale, Ed. Edises
K.A. Rubinson, J.F. Rubinson Chimica analitica strumentale, Ed. Zanichelli
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Note
Modalità di erogazione del corso: tradizionale.
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