PIANO DI LAVORO ANNUALE-PROGETTAZIONE INDIVIDUALE PER SINGOLA DISCIPLINA E PER CLASSE. Disciplina: Chimica Analitica Strumentale

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PIANO DI LAVORO ANNUALE-PROGETTAZIONE INDIVIDUALE PER SINGOLA DISCIPLINA E PER CLASSE

Classe 4^B san. Disciplina: Chimica Analitica Strumentale

A.S. 2015/16 Docente: prof. G. Trovò

Ore settimanali: 3 Libri di testo

Stechio & Lab, Le basi della chimica analitica. Teoria. Rubino C., Venzaghi I., Cozzi R. Zanichelli Elementi di analisi chimica strumentale. Cozzi R., Protti P., Ruaro T. Zanichelli

Obiettivi generali

Gli alunni dovranno: saper preparare e lavorare con le soluzioni; saper fare titolazioni di precipitazione, acido-base e complessometriche seguendole sia con l’ausilio di indicatori che per via strumentale; delle medesime dovranno saper eseguire anche i calcoli; conoscere le principali tecniche elettrochimiche usate in analisi strumentale (conduttometria e potenziometrica) e saper effettuare attraverso esse delle analisi; conoscere le tecniche spettrofotometriche UV-VIS, IR e assorbimento atomico e saper preparare e eseguire delle analisi usando queste tecniche. Inoltre gli studenti dovranno dimostrare di conoscere i criteri di sicurezza per poter operare nel laboratorio chimico, anche strumentale; dovranno saper effettuare la scelta e l’uso della vetreria e della normale strumentazione di laboratorio. Dovranno inoltre saper leggere una manualità di laboratorio, le istruzioni sul funzionamento di uno strumento e dovranno saper eseguire correttamente il procedimento, scrivere una relazione tecnica, raccogliere ed elaborare dati, tabelle e grafici. Alla fine del corso ogni studente dovrà aver fatto propri i concetti di lavorare in sicurezza, collaborare con i compagni e lavorare con precisione ed accuratezza in modo autonomo.

Situazione di partenza della classe

La classe si presenta abbastanza omogenea al suo interno e mediamente dimostra di aver maturato una discreta capacità di impostazione e svolgimento del lavoro personale e di gruppo, sia a casa che in classe. Permangono alcuni studenti con importanti e numerose lacune relative ai contenuti del programma del biennio e del terzo anno. In generale la

partecipazione alle lezioni è buona e attiva, anche se non per tutti. Tra gli studenti permangono, per capacità e impegno, tempi di assimilazione molto diversi. La classe ha mediamente raggiunto un’impostazione metodica adeguata per

affrontare problemi tecnico scientifici che ha imparato a risolvere adottando sistemi di autocontrollo e verifica. Per alcuni studenti manca ancora la costanza nel lavoro individuale di studio e rielaborazione degli argomenti proposti in classe, che si riflette in un profitto con risultati discontinui e parziali. Quasi tutta la classe si dimostra diligente ed esegue/prova ad eseguire il lavoro pomeridiano che viene assegnato per casa.

EQUILIBRI ACIDO-BASE SETTEMBRE-OTTOBRE

Prerequisiti

● Acidi e basi e calcolo del loro pH

● Molarità

● Equilibrio chimico

● Calcolo stechiometrico Obiettivi

● Saper progettare, eseguire i calcoli preventivi e preparare una soluzione tampone dalla coppia acido/sale, base/sale e per titolazione parziale.

Contenuti

● La teoria degli indicatori di pH.*

● Calcolo del pH dei sali e dei sistemi tampone (sali mono e poliprotici), l’idrolisi acida e basica, la capacità tamponante e i sistemi tampone.*

Competenze verificabili

● Conoscere il comportamento delle soluzioni tampone, saperle allestire e saperne prevedere il pH.* Saper calcolare come varia il pH di una soluzione tampone per aggiunta di un acido o di una base.*

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● Saper usare e tarare il pHmetro, elaborare i dati raccolti al fine di ottenere tabelle e grafici.*

Metodologia e strumenti didattici

Lezione frontale, esercizi applicativi con simulazione di casi reali, problem solving, attività pratica di laboratorio.

I COMPOSTI DI COORDINAZIONE OTTOBRE-NOVEMBRE

Prerequisiti

● Equilibrio chimico

● Definizione di acido e base secondo Lewis

● Nomenclatura

● Interpretazione di grafici

● Solubilità

● pH Obiettivi

● Saper denominare un complesso e prevederne la sua formazione in un adeguato ambiente di reazione

● Saper leggere un diagramma %specie complessa/concentrazione del legante Contenuti

● Composti di coordinazione e loro nomenclatura. Leganti.

● Formazione di complessi attraverso reazioni acido-base. Costanti di formazione e costanti di stabilità.

● Effetto della formazione di complessi sulla solubilità dei Sali.* Influenza del pH sulla formazione dei complessi.*

● Titolazioni complessometriche: agenti titolanti, condizioni per eseguire una titolazione complessometrica*.

● EDTA*. Indicatori metallocromci*. Metodo della titolazione diretta e indiretta.*

● Saper dare il nome ai composti di coordinazione.

● Saper scrivere le reazioni di formazione dei complessi per stadi e riportare le relative Kf*.

● Saper riportare l’equilibrio complessivo e la relativa Ks. Ricavare informazioni sulla stabilità dei complessi a partire dalla Ks.

● Sapere che con leganti monodentati lo ione metallico e il legante sono distribuiti nelle varie specie coinvolte nei diversi processi di equilibrio. Sapere che l’EDTA forma complessi metallici in un unico stadio.*

● Descrivere, facendo uso di equazioni chimiche, il funzionamento degli indicatori metallo cromici.

POTENZIOMETRIA NOVEMBRE-DICEMBRE

Prerequisiti

● Conduttori

● Leggi di Ohm

● Reazioni di ossidoriduzione e bilanciamento

● Molarità

● L’equazione della retta Obiettivi

● Saper costruire e calcolare la fem di una pila

● Saper utilizzare le pile per condurre misure di potenziale Contenuti

● Elettrodi e potenziale di elettrodo, classificazione degli elettrodi.*

● Legge di Nernst, celle galvaniche, calcolo della tensione teorica di una pila, pila di Daniell, pile a concentrazione.*

● Strumentazione in potenziometria, elettrodi di riferimento: elettrodo a calomelano, elettrodo ad argento/argento cloruro*.

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● Elettrodo a vetro: generalità, meccanismo di azione della membrana di vetro, potenziale del sistema completo.* Elettrodi selettivi.

• Saper schematizzare un elettrodo e saperne calcolare il potenziale.*

• Saper schematizzare una pila e saperne calcolare la f.e.m.*

• Saper allestire e utilizzare gli elettrodi di riferimento, saper mantenere e utilizzare un elettrodo a vetro.

• Saper tarare e utilizzare un pHmetro.*

CONDUCIBILITÀ DICEMBRE-GENNAIO

Prerequisiti

● Leggi di Ohm

● Potenziometria Obiettivi

● Saper eseguire misure di conducibilità a scopi analitici Contenuti

● Conducibilità elettrica delle soluzioni,

● conducibilità equivalente, conducibilità equivalente limite, legge di Kohlrausc.*

● Metodi di analisi.*

● Saper determinare le caratteristiche di una cella conduttimetrica.*

● Saper correlare i valori di conducibilità alle caratteristiche saline delle soluzioni.*

● Saper condurre misure dirette e indirette usando la conduttimetria.

INTRODUZIONE AI METODI OTTICI GENNAIO-FEBBRAIO

Prerequisiti

● Le onde elettromagnetiche

● Configurazioni elettroniche

● Modello orbitalico

● Quantizzazione dell’energia Obiettivi

● Saper legare l’assorbimento alla tecnica spettrofotometrica associata Contenuti

• Atomi e molecole: modello orbitalico.*

• Radiazioni elettromagnetiche e lo spettro elettromagnetico.*

• Interazione tra radiazioni e materia: modello semplificato per le transizioni energetiche, regole di selezione.*

• Assorbimento (modello corpuscolare e modello ondulatorio) Competenze verificabili

● Saper leggere lo spettro elettromagnetico e saper prevedere le transizioni energetiche in quale regione dello spettro cadono.*

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SPETTROFOTOMETRIA UV-VIS FEBBRAIO-MARZO

Prerequisiti

● Onde elettromagnetiche

● Molarità

● Ottica

● Effetto fotoelettrico

● Equazione della retta

● Soluzioni e diluizioni Obiettivi

● Saper eseguire un’analisi quali/quantitativa allo spettrofotometro UV-VIS Contenuti

● Generalità, assorbimento nell’UV-visibile, assorbimento dei composti organici.*

● Legge dell’assorbimento e sue deviazioni.*

● Analisi quantitativa: trasmittanza* e assorbanza*, legge dell’assorbimento*, applicabilità della legge di. L &

B*. Scelta della λ di lavoro*.

● Strumentazione: schema a blocchi*, sorgenti, monocromatori, rivelatori. Tipi di strumento: strumenti doppio raggio* e confronto con gli strumenti monoraggio*.

● Saper prevedere il tipo di assorbimento che i composti organici possono mostrare.

● Saper registrare uno spettro di assorbimento e saper eseguire un’analisi chimica quantitativa data la metodica.*

● Saper scegliere il tipo di analisi UV-VIS più appropriato in funzione della matrice del campione.*

● Saper preparare la soluzione standard concentrata, diluita e le soluzioni standard di lavoro*.

● Sapere eseguire un’analisi chimica quantitativa data la metodica.*

● Descrivere le funzioni dei vari blocchi nello schema a blocchi.* Saper descrivere il principio di funzionamento dei vari componenti lo spettrofotometro.

SPETTROFOTOMETRIA DI ASSORBIMENTO ATOMICO APRILE-MAGGIO

Prerequisiti

● Molarità

● Ottica

● Effetto fotoelettrico

● Equazione della retta

● Soluzioni e diluizioni Obiettivi

● Saper eseguire un’analisi quali/quantitativa allo spettrofotometro di assorbimento atomico.

Contenuti

● Generalità, assorbimento atomico, spettri di assorbimento atomico, assorbimento atomico e concentrazione*.

● Strumentazione: descrizione generale e schema a blocchi, sorgenti (lampada a catodo cavo), atomizzatori a fiamma e tipi di fiamma, fornetto di grafite, monocromatori, rivelatori.*

• Conoscere i criteri per la scelta dell’analisi in AA.* Saper scegliere la lampada e la fiamma più adeguata in funzione dell’analisi da condurre.*

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• Saper eseguire un’analisi dato il metodo di analisi.*

• Saper scegliere il sistema di atomizzazione più adeguato in funzione della matrice del campione Metodologia e strumenti didattici

SPETTROFOTOMETRIA IR MAGGIO

Prerequisiti

● Moto armonico

● Ottica

● Effetto fotoelettrico Obiettivi

● Saper affrontare un’analisi qualitativa attraverso l’interpretazione di uno spettro IR Contenuti

● Generalità, assorbimento nell’IR, vibrazioni molecolari e parametri caratteristici delle bande IR.

● Spettrofotometri FT-IR.

● Preparazione dei campioni, interpretazione degli spettri IR.

● Saper preparare un campione per l’analisi.* Saper registrare uno spettro IR.* Sapersi orientare nella lettura di uno spettro IR.

LE TECNICHE ELETTROFORETICHE MAGGIO

Prerequisiti

● pH

● Acidi e basi Obiettivi

● Saper prevedere la migrazione di una specie ionizzabile in funzione del pH del mezzo.

Contenuti

● Il punto isoelettrico e la sua importanza negli amminoacidi, peptidi e proteine*.

● I principi delle tecniche elettroforetiche*, l’uso e importanza dei tamponi nelle tecniche elettroforetiche*, supporti usati nell’elettroforesi*

● Saper prevedere, noto il pI, la carica di un amminoacido o di un peptide

● Saper prevedere la sua migrazione se posto in un campo elettrico*.

CROMATOGRAFIA GIUGNO

Prerequisiti

● Solubilità e estrazione

● Lettura di diagrammi Obiettivi

● Saper ricavare le informazioni quali/quantitativa da un cromatogramma Contenuti

● I principi della cromatografia*,

● il cromatogramma e la sua lettura*,

● termini e grandezze tipici della cromatografia.*

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● Saper leggere e interpretare un cromatogramma*.

Sono sempre previste verifiche alla fine di ogni modulo, per alcuni argomenti sono previste anche verifiche formative all’interno del modulo.

Il numero minimo delle verifiche per quadrimestre è di 3, di cui almeno una verifica orale. Vengono utilizzate prove semistrutturate, con domande aperte e con esercizi che simulano casi reali.

Arzignano, 26.10.2015 L’insegnante

G. Trovò