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Oggetto:
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Chimica Analitica (CTF)

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Analytical Chemistry

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Anno accademico 2019/2020

Codice dell'attività didattica
FAR0015
Docenti
Prof. Ornella Abollino (Titolare del corso)
Dott. Agnese Giacomino (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
6
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.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'insegnamento è finalizzato a fornire agli studenti le conoscenze di base pertinenti alla chimica analitica, ovvero le caratteristiche degli equilibri acido-base, di formazione di complessi, di ossido-riduzione ed eterogenei e la loro applicazione alle analisi volumetriche e strumentali per definire le specie chimiche presenti in soluzione e determinarne la concentrazione.

Si illustra inoltre il concetto di segnale analitico, i principi di funzionamento delle principali strumentazioni analitiche di un laboratorio chimico e le loro applicazioni, con particolare riferimento alle tecniche spettroscopiche, elettrochimiche e separative. (questi argomenti saranno trattati in una parte dell'insegnamento "METODI ANALITICI STRUMENTALI E ANALISI DEI FARMACI I" che sarà attivato a partire dall'a.a. 2017-18)

Infine si forniscono le conoscenze di base per l'utilizzo di metodi statistici e chemiometrici nella elaborazione e valutazione dei dati.

The aim of the course is to provide the students with the basic knowledge on analytical chemistry, i.e. the features of acid-base, complexation, redox and heterogeneous equilibira and their applications to volumetric and instrumental analyses, in order to identify the chemical species present in solution and determine their concentrations.

Furthermore, the course deals with the concepts of analytical signal, the characteristics of the main analytical instrumentations present in a chemical laboratory and their applications, in particular for spectroscopic, electrochemical and separative techniques. (these topics will be addressed in a section of the course  "INSTRUMENTAL METHODS OF ANALYSIS AND DRUG ANALYSIS I" , that will start in  2017-18)

Finally, the course provides the basic knowledge for the application of statistical and chemometrich methods to data processing and evaluation.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine dell'insegnamento ci si attende che gli studenti siano in grado di comprendere i concetti fondamentali del processo analitico, conoscano i principi su cui si basano le principali metodiche di analisi classiche e strumentali, le loro applicazioni e le potenziali interferenze; essi inoltre disporranno di criteri di valutazione delle tecniche analitiche, nonché avranno acquisito le nozioni necessarie per affrontare gli insegnamenti degli anni successivi, in particolare quelli in ambito analitico-farmaceutico.

 

At the end of the course the students are expected to understand the main concepts of the analytical process and to know the principles of the mail classical and instrumental analytical techniques, their applications and the potential interferences; furthermore, they will have criteria to evaluate analytical techniques, as well as the knowledge necessary to follow the courses of the subsequent years, in particular those in the field of pharmaceutical analysis.

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento si articola in 40 ore di didattica frontale, con l'ausilio di proiezioni di slides. Durante le lezioni, oltre a trattare aspetti teorici, si risolvono esercizi su problematiche di chimica analitica simili agli esercizi di esame. Gli studenti sono incoraggiati a porre domande ed hanno la possibilità di concordare colloqui individuali con la docente per chiarire eventuali dubbi.

Inoltre si tengono 20 ore di esercitazioni durante le quali si svolgono esercizi alla lavagna sugli argomenti trattati nell'insegnamento e si fanno simulazioni di prove di scritte.

The course consists of 40 hours of in-class lecture time, aided by slide projection. During the lectures, besides the theoretical aspects of the subjects. exercises on analytical chemistry, similar to those given in exams,  are solved. Students are encouraged to ask questions and have the possibility to meet the lecturer individually in order to clarify possibile doubts.

Furthermore, 20 hours are devoted to training based on excercises on the subjects treated in the course and simulations of written tests.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame prevede una prova scritta  comprendente: un esercizio di base sui calcoli da eseguire al termine di un'analisi; un esercizio più articolato;  quattro domande aperte di teoria.

Per gli studenti che hanno seguito l'insegnamento fino all'a.a. 2015-16 compreso (quando era di 5 CFU), l'esame prevede, oltre allo scritto,  una prova orale sugli argomenti di chimica analitica strumentale.

Durante l’emergenza COVID-19, l’esame si svolgerà in modalità telematica attraverso riunioni Webex.

L’esame consisterà di due parti: uno scritto (più breve di quello consueto) ed un orale.

In primo luogo ci sarà una prova scritta consistente in  un esercizio di base ed un articolato.

La durata 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 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.

 

The exam consists of a written test  including: a basic exercise on the calculations that must be made at the end of an analysis;  a more articulate exercise;  four open questions on theory.

For the students who attended the course up to the academic year 2015-2016, besides the written test, the exam involves an oral test on instrumental chemical analysis.

During the COVID-19 emergency, the exam will take place electronically through Webex meetings.

The exam will consist of two parts: a written one (shorter than the usual one) and an oral one.

Firstly there will be a written test consisting of a basic exercise and an articulated one.

The duration will be one hour. At the end the students will have to photograph the writing and send it by mail to the lecturers.

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, 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 the oral exam, of the overall assessment.

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Attività di supporto

Sulla piattaforma e-learning Moodle è presente il materiale didattico relativo al corso. Sono presenti esercizi sugli equilibri chimici e sulle metodiche analitiche classiche.

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.

Inoltre si tengono 20 ore di esercitazioni durante le quali si svolgono esercizi alla lavagna sugli argomenti trattati nell'insegnamento e si fanno simulazioni di prove di scritte.

The e-learning Moodle platform reports the tutorial on the course. Moreover, it contains exercises on chemical equilibria and classical analytical methods.

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.

Furthermore, 20 hours are devoted to training based on excercises on the subjects treated in the course and simulations of written tests.
 

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Programma

Introduzione

- Definizione e finalità della Chimica Analitica.

- Il processo analitico: stadi operativi di una determinazione qualitativa e quantitativa. Cenni sul campionamento di materiali omogenei ed eterogenei e sulla preparazione del campione prima dell'analisi.

- 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 (non strumentali) di separazione

- Cenni sull'estrazione in fase solida.

 Tecniche di analisi chimica strumentale

(questi argomenti saranno trattati in una parte dell'insegnamento "METODI ANALITICI STRUMENTALI E ANALISI DEI FARMACI I" che sarà attivato a partire dall'a.a. 2017-18)

METODI SPETTROSCOPICI DI ANALISI

- Spettroscopia atomica e molecolare:  interazione fra radiazione elettromagnetica e materia: assorbimento ed emissione. Aspetti qualitativi: spettri di assorbimento ed emissione. Aspetti quantitativi: la legge di Lambert-Beer.

- Spettroscopia di assorbimento molecolare (UV-Vis),  di assorbimento atomico e di emissione atomica: principi e strumentazione.  Applicazioni. Cenni alla  fotoluminescenza e bio-chemiluminescenza.

- Tecniche spettroscopiche per l'analisi di solidi: spettroscopia di riflettanza e sue applicazioni farmaceutiche; spettroscopia di raggi X e sue applicazioni.

METODI ELETTROANALITICI

- Potenziometria: principio;  elettrodi classici ed elettrodi ionoselettivi). Applicazioni.

- Voltammetria: principio; tecniche dirette e di stripping. Sensori di interesse farmaceutico. Applicazioni.

- Cenni di conduttimetria e sue applicazioni.

ALTRE TECNICHE ANALITICHE STRUMENTALI

- Cenni di termogravimetria, analisi termica differenziale, calorimetria differenziale a scansione. Applicazioni.

- Cenni sui metodi bioanalitici e loro applicazioni.

- Spettrometria di massa con sorgente ICP e sue applicazioni.

METODI (STRUMENTALI) DI SEPARAZIONE 

- Cenni sui principi della separazione cromatografica e classificazione dei metodi cromatografici.

 

Introduction

- Definition and aims of Analytical Chemistry.

- The analytical process: steps of a qualitative and quantitative determination. Hints on sampling procedures for homogeneous and heterogeneous materials and on sample preparation prior to analysis.

- 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.

 (non-instrumental) Separation techniques 

- Hints on solid phase extraction.

Instrumental techniques of chemical analysis

(these topics will be addressed in a section of the course  "INSTRUMENTAL METHODS OF ANALYSIS AND DRUG ANALYSIS I" , that will start in  2017-18)

SPECTROSCOPIC METHODS OF ANALYSIS

- Atomic and molecular spectroscopy: interaction between electromagnetic radiation and matter: absorption and emission. Qualitative aspects: absorption and emission spectra. Quantitative aspects: Lambert-Beer law.

- Molecular absorption (UV-vis) spectroscopy, atomic absorption and atomic emission spectroscopy: principles and instrumentation.  Applications. Hints on photoluminescence and bio-chemiluminescence.

- Spectroscopic techniques for the analysis of solid samples: reflectance spectroscopy and its pharmaceutical applications; X-ray spectroscopy and its applications.

ELECTROANALYTICAL METHODS

- Potentiometry: principles; classical and ion selective electrodes. Applications.

- Voltammetry: principles; direct and stripping techniques. Sensors of pharmaceutical interest. Applications.

- Hints on conductimetry and its applications.

 OTHER INSTRUMENTAL ANALYTICAL TECHNIQUES

 - Hints of thermogravimetry, differential thermal analysis, differential scanning calorimetry. Applications.

- Hints on bioanalytical methods and their applications.

 - Mass Spectrometry with ICP source and its application.

(INSTRUMENTAL) SEPARATION METHODS

- Hints on the principles of chromatographic separations and the classification of chromatographic methods.

 

 

Testi consigliati e bibliografia

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Tutto il materiale utile all'insegnamento è a disposizione sulla piattaforma e-learning Moodle. 

Testi consigliati :

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

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

All the materials useful for the course is available on the e-learning platform Moodle.

Recommended reading:

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

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

 



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Note

OGGETTO Sospensione della didattica in Ateneo. Modalità di recupero delle lezioni

Gentili studenti,

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

Ho selezionato argomenti legati agli equilibri di complessazione e di precipitazione, mentre le corrispondenti parti di analisi volumetriche (titolazioni complessometriche e di precipitazione) saranno svolte in aula, quando l’attività didattica potrà ripartire.

Pertanto le lezioni frontali in aula riprenderanno (quando l'attività didattica in Ateneo potrà ripartire) dal punto in cui si erano interrotte (frazioni degli acidi).

Vi invitiamo a:

- ripassare gli argomenti trattati nelle prime lezioni: sulla piattaforma Moodle sono disponibili le diapositive corrispondenti e le corrispondenti audiolezioni (indicate sul sito Moodle come “videolezioni) n. 1, 2, 3, 4, 5

- studiare gli argomenti, corrispondenti agli equilibri di complessazione e di precipitazione, trattati nelle audiolezioni (indicate sul sito Moodle come “videolezioni) 10 (tranne la prima parte, che parla di esercizi precedenti), 11, 12, 13 (esclusa la parte sulle titolazioni complessometriche e sul mascheramento), 14 (esclusa la parte sulle titolazioni complessometriche), e nelle diapositive (files 5a e file 6, esclula la parte sulle titolazioni di precipitazione).

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 saluto cordialmente.

La docente,

Ornella Abollino

Pagina web dell'insegnamento: http://www.farmacia-dstf.unito.it/do/corsi.pl/Show?_id=f210;sort=DEFAULT;search=;hits=166

 

 

Course web site: http://www.farmacia-dstf.unito.it/do/corsi.pl/Show?_id=f210;sort=DEFAULT;search=;hits=166

 

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Ultimo aggiornamento: 10/07/2020 10:31

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