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Chimica Analitica - corso A (Farmacia)

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Analytical Chemistry - course A)

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Anno accademico 2019/2020

Codice dell'attività didattica
FAR0049
Docenti
Prof. Ornella Abollino (Titolare del corso)
Dott. Agnese Giacomino (Titolare del corso)
Corso di studi
[f003-c503] laurea magistrale in farmacia - a torino
Anno
1° anno
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
8
SSD dell'attività didattica
CHIM/01 - chimica analitica
Modalità di erogazione
Doppia
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Consigliata
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Prerequisiti

Conoscenze di chimica generale ed inorganica, di matematica e di statistica.

Knowledge of general inorganic chemistry, of mathematics and statistics.

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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'obiettivo principale del corso di Chimica Analitica è fornire agli studenti le nozioni fondamentali di chimica analitica necessarie per condurre controlli sui farmaci, valutarne i risultati e comprendere gli studi di validazione dei farmaci.

Si propone di dare una visione globale del processo analitico, a partire dalla scelta del metodo di analisi fino all'elaborazione dei risultati, e delle tipologie di metodiche classiche e strumentali di analisi.

Un ulteriore obiettivo del corso è indicare criteri e metodiche per la valutazione critica di risultati sperimentali ottenuti  ed in quelli riportati negli studi di applicazione e di controllo di qualità di medicinali e prodotti per la salute.

The main aim of the course of Analytical Chemistry is to provide the students with the fundamental concepts of analytical chemistry, which are necessary to execute controls on drug, evaluate  their results and understand the studies on drug validation.

Its purpose is to give a global vision of the analytical process, from the choice of the method of analysis up to the processing or the results, and of the various classical and instrumental analytical techniques.

A further aim of the course is to indicate criteria and methods to critically evaluate results obtained experimentally and those reported in studies on applications and quality control of drugs and other products.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Ci si attende che al termine del corso gli studenti siano in grado di scegliere i metodi di analisi adatti ai propri obiettivi, e sappiano interpretare criticamente risultati analitici.

Ci si attende inoltre che abbiano acquisito le conoscenze culturali necessarie per affrontare i corsi degli anni seguenti, in particolare quelli di analisi dei medicinali.

At the end of the course the students are expected to be able to choose the analytical methods suitable for their own goals, and to critically interprete analytical results.

Moreover, they are expected to attain the cultural knowledge necessary to follow the next courses, in particular those on drug analysis.

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Modalità di insegnamento

La didattica è organizzata in lezioni frontali, supportata con alcuni video ed altro materiale didattico disponibile sulla piattaforma e-learning Moodle. Per quanto riguarda le analisi volumetriche e gravimetriche, si svolgono esercizi relativi a ciascuno degli argomenti trattati.

The course consists of frontal lectures, supported by videos and other didactic materials available on e-learning Moodle platform. As to volumetric and gravimetric techniques, exercises are made on each treated topic.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame si articola in una prova scritta e una prova orale, che hanno lo stesso peso e i cui esiti vengono mediati ai fini della valutazione finale.

Durante lo svolgimento dell'insegnamento gli studenti hanno la possibilità di sostenere una prova in itinere (esonero) , che consiste in uno scritto del tutto equivalente alle prove scritte previste per le sessioni di appello.

Il tempo a disposizione per la prova scritta è di 2 ore.

La prova scritta si compone di un esercizio e quattro domande aperte. Il voto deriva da una valutazione globale dello svolgimento dell'esercizio e della completezza delle risposte.

Per accedere all'orale bisogna aver raggiunto la votazione di 18/30.

Durante l’emergenza COVID-19, gli esami si svolgeranno in modalità telematica attraverso riunioni Webex.

Gli esami consisteranno in due parti:

- parte A, relativa ai metodi classici di analisi (dall’inizio alle analisi gravimetriche comprese)

- parte B, relativa ai metodi strumentali di analisi.

Parte A

L’esame relativo alla parte A del corso consisterà di:

- A1: uno scritto (più breve di quello consueto, costituito da un esercizio)

- A2: un orale (domande di teoria sulla parte A del corso)

La durata dello scritto (A1) sarà di un’ora. Al termine gli studenti dovranno fotografare lo scritto e spedirlo via mail alle docenti.

Lo scritto sarà esaminato ed il risultato sarà comunicato via mail, solamente con l’indicazione “ammesso/non ammesso”.

Pochi giorni dopo, solo chi avrà superato lo scritto dovrà accedere all’orale.

Durante la prova orale (A2) ad ogni studente verranno richiesti eventuali chiarimenti sulla prova scritta e verranno fatte 3 domande aperte inerenti la teoria che sostituiscono le domande presenti nei normali scritti pre-emergenza Coronavirus.

Lo studente verrà informato, al termine della sua prova orale, della valutazione complessiva.

Parte B

La parte B consisterà in una prova orale, come negli esami pre-emergenza COVID-19. Verranno fatte domande sui metodi di analisi strumentale.

Voto

Il voto finale dell’esame, che sarà registrato sul libretto, sarà la media dei due voti conseguiti nella parte A e nella parte B.

Evaluation is performed with a written test and an oral test, which have the same weight; their exits are averaged  for the final evaluation.

During the course, students have the opportunity to give an ongoing evaluation ("esonero"), which consists of a written test entirely equivalent to the written tests scheduled for the exam sessions.

The time available for the written examination is 2 hours.

The written test consists of an exercise and four open questions. The vote derives from a comprehensive assessment of the exercise nd the completeness of the answers.

To access the oral one must have reached a score of 18/30.

During the COVID-19 emergency, the exams take place electronically through Webex meetings.
The exams will consist of two parts:
- part A, relating to classic methods of analysis (from the beginning to the gravimetric analyzes included)
- part B, relating to the instrumental methods of analysis.

Part A
The exam relating to part A of the course will consist of:
- A1: a writing (shorter than the usual one, consisting of an exercise)
- A2: an oral (theory questions on part A of the course)
The duration of the writing (A1) will be one hour. At the end the students will have to photograph the writing and send it by mail to the teachers.
The writing will be examined and the result will be communicated via email, only with the indication "admitted / not admitted".
A few days later, only those who pass the writing will have to access the oral exam.
During the oral test (A2) each student will be asked for any clarifications on the written test and 3 open questions concerning the theory will be asked to replace the questions present in the normal pre-emergency Coronavirus writings.
The student will be informed, at the end of his oral exam, of the overall assessment.

Part B
Part B will consist of an oral test, as in the COVID-19 pre-emergency exams. Questions will be asked on the methods of instrumental analysis.

Score
The final exam score, which will be recorded, will be the average of the two scores obtained in part A and part B.

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Attività di supporto

Il materiale didattico associato al corso è disponibile sulla piattafoma e-learning Moodle, insieme a video sulle principali strumentazioni trattate nel corso, esercizi di preparazione allo scritto ed altro materiale didattico. Durante le lezioni si svolgono con gli studenti altri esercizi relativi alle analisi volumetriche e gravimetriche.

Oltre al monte ore previsto dal corso, è previsto un ciclo di 20 ore di esercitazioni interamente dedicati allo svolgimento  di esercizi alla lavagna e in gruppo.

Nei mesi in cui si tengono le lezioni ed a posteriori, la docente è disponibile a ricevere gli studenti su appuntamento per il chiarimento di dubbi individuali.

Educational material on the course is available on Moodle e-learning platform, together with videos on the main instruments explained during the course, exercises for the  written exam and other didactic material. Other exercises on volumetric and gravimetric analyses are made during the lectures.

In addition to course lectures, 5 optional meetings, entirely devoted to exercises, are provided.

During the months in which lectures are given and after the course, the lecturer can meet the students in one-to-one meetings (after arranging an appointment), to explain single doubts.
 

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Programma

 

Le basi della chimica analitica

Cosa è la chimica analitica? In quali stadi si articola un'analisi chimica?

Classificazione dei metodi di analisi. 

Il trattamento dei dati analitici

Figure di merito di un metodo di analisi: sensibilità, selettività, intervallo dinamico, robustezza.

Gli errori nell'analisi chimica: errori sistematici, casuali e grossolani; errore assoluto, errore relativo; incertezza assoluta e relativa.

Caratteristiche dei risultati di un'analisi: accuratezza, precisione, rappresentatività, esattezza. Come misurare la imprecisione e l'inaccuratezza.

La qualità dei dati analitici.

Metodi di calibrazione.

Gli stadi iniziali di un'analisi chimica

Il campionamento: variabilità preanalitica; caratteristiche chimico-fisiche; interazione analita-matrice; campionamento di materiali omogenei ed eterogenei; numero di campioni schemi di campionamento; errore di campionamento ed errore analitico.

Il pre-trattamento del campione: trattamenti preliminari per campioni allo stato solido, liquido, aeriforme.

Gli equilibri chimici nella chimica analitica

Attività e concentrazione: forza ionica; concetto di attività; calcolo dei coefficienti di attività.

Equilibri in soluzione.

Principi delle tecniche volumetriche di analisi: titolazioni acido-base; titolazioni complessometriche; titolazioni di precipitazione; titolazioni redox.

Tecniche gravimetriche di analisi.

Cenni alle applicazioni delle tecniche volumetriche e gravimetriche in campo farmaceutico.

L'utilizzo delle separazioni nella chimica analitica

Principi delle separazioni. Estrazione liquido-liquido. Estrazione in fase solida. Solid phase microextraction.

Concetti di base sulle tecniche strumentali di analisi

Il segnale analitico, aspetti qualitativi e quantitativi.

Gli strumenti per l'analisi chimica: principi della chimica analitica strumentale; componenti comuni alla maggior parte degli strumenti.

Descrizione delle tecniche strumentali di analisi

Per ciascuna delle tecniche seguenti saranno trattati: principio; componenti della strumentazione; applicazioni in campo farmaceutico.

SPETTROSCOPIA ATOMICA E MOLECOLARE

Definizione di radiazione elettromagnetica. Interazione fra radiazione elettromagnetica e materia: assorbimento ed emissione, livelli energetici e transizioni. Aspetti qualitativi e quantitativi: spettri di assorbimento ed emissione; legge di Lambert-Beer.

Spettroscopia di assorbimento molecolare (UV-Vis). Spettroscopia di assorbimento atomico con atomizzazione a fiamma ed a fornetto di grafite. Spettroscopia di emissione atomica a plasma ad accoppiamento induttivo. 

Spettroscopia di riflettanza e suo utilizzo nelle analisi svolte nelle farmacie.

ELETTROANALITICA

Celle elettrochimiche. Potenziometria. Voltammetria. Conduttimetria.

CROMATOGRAFIA

Principi di cromatografia. Cromatografia liquida. Gas-cromatografia. Accoppiamento tra cromatografia e spettrometria di massa.

ALTRI METODI DI ANALISI (cenni)

Spettrometria di massa, limitatamente alla tecnica con sorgente ICP.

Metodi bioanalitici.

Metodi termici di analisi.

 

Analytical chemistry basics

What is analytical chemistry? Which steps are involved in a chemical analysis?

Classification of methods of analysis. 

The treatment of analytical data

Figures of merit of an analytical method: sensitivity, selectivity, dynamic range, robustness.

Errors in chemical analysis: gross, systematic, random errors; absolute and relative errors; absolute and relative uncertainty.

Characteristics of analytical results: accuracy, precision, trueness, representativeness. Measurement of inaccuracy and imprecision.

The quality of analytical data.

Methods of calibration.

The initial steps of a chemical analysis

Sampling: pre-analytical variability; physico-chemical characteristics; analyte-matrix interactions; sampling of homogeneous and heterogeneous materials; sample number and collection schemes; sampling error and analytical error.

Sample pre-treatment: preliminary treatments for solid, liquid and gas samples.

Chemical equilibria in analytical chemistry

Activity and concentration: ionic strength; concept of activity; calculation of activity coefficients.

Equilibra in solution.

Principles of volumetric techniques of analysis: acid-base titrations; complexometric titrations; precipitation titrations; redox titrations.

Gravimetric techniques of analysis.

Hints to the applications of volumetric and gravimetric techniques to the pharmaceutical field.

The use of separations in analytical chemistry

Principles of separations. Liquid-liquid extraction. Solid phase extraction. Solid phase microextraction.

Basic concepts on instrumental analytical techniques

The analytical signal, qualitative and quantitative aspects.

The instruments for chemical analysis: principles of instrumental analytical chemistry; components common to most instruments.

Description of instrumental analytical techniques

For each of the following techniques, the topics treated will be: principles; components of the instrumentation; applications in the farmaceutical field.

ATOMIC AND MOLECULAR SPECTROSCOPY

Definition of electromagnetic radiation. Interaction between electromagnetic radiations and matter:absorption and emission, energy levels and transitions. Qualitative and quantitative aspects: absorption and emission spectra; Lambert-Beer's law.

Molecular absorption UV-vis spectroscopy. Atomic absorption spectroscopy with flame and graphite furnace atomization. Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy.

Reflectance spectroscopy and its applications in analyses carried out in farmacies.

ELECTROANALYSIS

Electrochemical cells. Potentiometry. Voltammetry. Conductimetry.

CHROMATOGRAPHY

The principles of chromatography. Liquid chromatography. Gas chromatography. Ifenation of chromatography and mass spectrometry. Planar chromatography.

OTHER METHODS OF ANALYSIS (hints)

Mass spectrometry, with reference to the technique with ICP source.

Bioanalytical methods.

Thermal methods of analysis. 

Testi consigliati e bibliografia

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D.A. Skoog, D.M.West, “Fondamenti di Chimica Analitica”, Ed. EDISES.

D.S. Hage, J.D. Carr, "Chimica analitica e Analisi quantitativa", Ed. Piccin.



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Note

Gentili studenti,

a causa della sospensione della didattica in Ateneo, Vi indichiamo le modalità di recupero delle lezioni perse in questo periodo.

Abbiamo selezionato argomenti della parte finale dell'insegnamento perchè maggiormente fruibili in modalità alternativa, sperando in un rapido ritorno alla normalità.

Pertanto le lezioni frontali in aula riprenderanno (quando l'attività didattica in Ateneo potrà ripartire) secondo il programma indicatovi (parte A del corso).

Vi invitiamo a:

- ripassare gli argomenti trattati nelle prime lezioni. Sulla piattaforma Moodle sono disponibili le diapositive corrispondenti con il titolo "Fondamenti di Chimica Analitica" e le corrispondenti audiolezioni n. 1 e 2;

- studiare gli argomenti, corrispondenti alla parte finale dell'insegnamento, trattati nelle audiolezioni 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 27b, e nelle diapositive (argomenti 16-23).

Su questi argomenti verrà comunque dedicato un momento nelle lezioni frontali, nel quale chiariremo eventuali vostri dubbi.

Nella speranza di rivedervi presto a lezione in Università, vi salutiamo cordialmente.

Le docenti,

Ornella Abollino e Agnese Giacomino

 

PREREQUISITI

Conoscenze di chimica generale ed inorganica, di matematica e di statistica.

ORGANIZZAZIONE DELLA DIDATTICA

La didattica è organizzata in lezioni frontali, supportata con alcuni video ed altro materiale didattico disponibile sulla piattaforma e-learning Moodle. Per quanto riguarda le analisi volumetriche e gravimetriche, si svolgono esercizi relativi a ciascuno degli argomenti trattati.

 METODI DI VALUTAZIONE

La valutazione consiste in una prova scritta comprendente domande ed esercizi sugli argomenti svolti a lezione, ed in una prova orale.

ESSENTIAL REQUIREMENTS

Knowledge of general inorganic chemistry, of mathematics and statistics.

ORGANIZATION OF THE COURSE

The course consists of frontal lectures, supported by videos and other didactic materials available on e-learning Moodle platform. As to volumetric and gravimetric techniques, exercises are made on each treated topic.

 METHODS OF EVALUATION

Evaluation is performed with a written test containing questions and exercises on the subjects treated during the lectures, and with an oral test.

 Pagina web dell'insegnamento: http://www.farmacia-dstf.unito.it/do/corsi.pl/Show?_id=441e;sort=DEFAULT;search=;hits=178

Course web site: http://www.farmacia-dstf.unito.it/do/corsi.pl/Show?_id=441e;sort=DEFAULT;search=;hits=178

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Ultimo aggiornamento: 08/06/2020 23:22

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