I.I.S. “FERRARIS-FERMI” - I.I.T “Galileo Ferraris” VERONA ANNO SCOLASTICO 2019 /2020
PROGRAMMAZIONE PER DISCIPLINA
COORDINAMENTO DISCIPLINA “CHIMICA ANALITICA E STRUMENTALE” - secondo biennio - classe TERZA Indirizzo: Chimica, materiali e biotecnologie – Articolazione: Biotecnologie ambientali
LIBRO DI TESTO: Crea “Principi di chimica analitica” - ZANICHELLI
Rubino, I. Venzaghi, R. Cozzi “Le basi della chimica analitica-laboratorio” - ZANICHELLI
COMPETENZE CHIAVE EUROPEE:
Nella rosa delle otto competenze chiave europee lo studio della chimica analitica nel secondo biennio concorre a sviluppare in particolar modo:• competenza matematica e competenza di base in scienza e tecnologia
• imparare ad imparare
• spirito di iniziativa ed imprenditorialità
COMPETENZE:
L’insegnamento di Chimica Analitica a Strumentale, previsto come triennale, mirerà gradualmente al raggiungimento delle seguenti competenze attese al termine del percorso quinquennale:
• acquisire i dati ed esprimere qualitativamente e quantitativamente i risultati delle osservazioni di un fenomeno attraverso grandezze fondamentali e derivate;
• individuare e gestire le informazioni per organizzare le attività sperimentali;
• utilizzare i concetti, i principi e i modelli della chimica fisica per interpretare la struttura dei sistemi e le loro trasformazioni;
• essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie, nel contesto culturale e sociale in cui sono applicate,
• elaborare progetti chimici e gestire le attività di laboratorio;
• controllare progetti e attività, applicando la normativa sulla protezione ambientale e sulla sicurezza;
•
redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali.CONOSCENZE ABILITÀ VALUTAZIONE
UNITÀ 1
RIALLINEAMENTO (15 ore)
- Massa Atomica, Massa Molecolare e Massa Formula - Mole e Massa Molare;
- Numeri di ossidazione.
- Classificazione e nomenclatura dei composti inorganici
UNITÀ 2 (consolidamento 10 ore)
NORME E PROCEDURE DI SICUREZZA E PREVENZIONE DEGLI INFORTUNI
- Norme di comportamento in un laboratorio chimico;
- Saper utilizzare il concetto di Massa Molare e di quantità di sostanza (mole) nel calcolo
stechiometrico;
- Saper assegnare correttamente il nome ad un composto secondo la nomenclatura tradizionale e IUPAC
- Applicare con consapevolezza le norme sulla protezione ambientale e sulla sicurezza
- Saper leggere l’etichetta di un prodotto chimico ed una SDS
- Saper individuare ed utilizzare i DPI
STRUMENTI DI VALUTAZIONE
• prove scritte: strutturate, semistrutturate e a domande aperte (valide anche per l’orale)
• interrogazioni orali
• controllo dei compiti assegnati e dei quaderni
• prove pratiche
• relazioni di laboratorio
• prove di rielaborazione dati con foglio di calcolo
• relazioni su uscite didattiche
- Normativa CLP 1272/2008:
Simboli di pericolosità. Frasi H e P.
Dispositivi di protezione individuale (DPI)
Schede di sicurezza (SDS)
UNITÀ 3
MISURA E ELABORAZIONE DATI (10 ore) - Unità di misura fondamentali e derivate e loro
conversione.
- Analisi dimensionale.
- Concetto di misura e cifre significative.
Errori sistematici ed errori casuali
- Elaborazione dati: accuratezza e precisione, errore assoluto, errore relativo e percentuale,media aritmetica, deviazione standard e coefficiente di variazione.
- Strumenti di misura della massa e del volume:
caratteristiche impieghi
UNITÀ 4
LE SOLUZIONI (15 ore)
- Le soluzioni: meccanismo di dissoluzione.
- Concentrazioni espresse in unità fisiche e in unità chimiche.
- Conversione tra modi di esprimere la concentrazione.
- Diluizione e mescolamento di soluzioni.
UNITÀ 5 (20 ore)
STECHIOMETRIA DELLE REAZIONI - Reazioni chimiche e loro bilanciamento.
- Reazioni acido-base, di precipitazione, di complessa mento e di ossido-riduzione.
- Quantità di reazione e resa di reazione.
- Equivalente chimico e Normalità
UNITÀ 6
ASPETTI CINETICI E TERMODINAMICI DELLE REAZIONI CHIMICHE (12 ore)
- Velocità di reazione e fattori che la influenzano.
- Modelli interpretativi della cinetica chimica: teoria delle collisioni e dello stato attivato.
- Cenni al meccanismo di reazione - I catalizzatori e il loro utilizzo
- Elementi di termodinamica e funzioni di stato (entalpia, entropia ed energia libera).
- Spontaneità delle reazioni.
- una SDS
- Saper individuare ed utilizzare i DPI
- Saper organizzare ed effettuare un’attività pratica nel rispetto delle norme di sicurezza
- Organizzare dati ed elaborare informazioni
- Individuare strumenti e metodi noti idonei per organizzare le attività di laboratorio in funzione dell’accuratezza e della precisione volute.
- Esprimere il risultato di una serie di misurazioni
- Interpretare i dati e correlare gli esiti sperimentali con i modelli teorici di riferimento
- Documentare le attività individuali e di gruppo e presentare i risultati di una analisi
- Saper fare calcoli sulla preparazione di soluzioni per pesata e per diluizione.
- Saper trasformare le concentrazioni in %m/m in Molarità
- Saper preparare soluzioni a concentrazione indicativa e standard per pesata e per diluizione.
- Saper effettuare calcoli sui rapporti ponderali nelle reazioni chimiche anche in presenza di un reagente limitante.
- Saper bilanciare una reazione anche redox - Saper utilizzare il concetto di equivalente e di
Normalità in riferimento al diverso tipo di reazione
- Correlare le proprietà chimiche e chimico-fisiche alla struttura microscopica
- Applicare i principi e le leggi della cinetica per valutare i parametri che influenzano la velocità delle reazioni
- Conoscere leggi che regolano gli scambi di energia nelle trasformazioni chimiche
- Saper stabilire se in determinate condizioni una reazione è spontanea oppure no
Nella valutazione delle verifiche si terrà conto di:
• pertinenza delle risposte alle richieste formulate
• chiarezza espositiva
• livello di conoscenze, competenze e abilità acquisite
• competenza linguistica specifica
• capacità di sintesi, rielaborazione e collegamento dei contenuti all’interno degli argomenti disciplinari
• ordine e chiarezza nella scrittura e nella presentazione degli elaborati
• Prove pratiche di laboratorio sull’analisi qualitativa e quantitativa di soluzioni standard e di campioni reali a concentrazione incognita
• Nelle prove pratiche, inoltre, si terrà conto anche :
dell’autonomia operativa ed organizzativa e della capacità di collaborare con i compagni nel rispetto
delle norme di sicurezza
della capacità di
raccogliere, organizzare, valutare dati ed
informazioni e presentare relazioni relative
all’attività svolta
della puntualità nella consegna delle relazioni
CRITERI DI VALUTAZIONE
Si applica una scala di voti da 1 a 10 facendo riferimento alla griglia del POF
ATTIVITA’ DI RECUPERO
Per le modalità di recupero si fa riferimento a quanto previsto nel POF
UNITÀ7
EQUILIBRIO CHIMICO (15 ore)
− Concetto di equilibrio chimico dinamico
− Legge di azione di massa e costante di equilibrio
− Concetto di attività costante termodinamica e costante stechiometrica.
− Principio di Le Chatelier
UNITÀ 8
EQUILIBRI IN SOLUZIONE ACQUOSA (35 ore) - Equilibri acido-base: definizione di acido e base;
equilibrio di ionizzazione dell’acqua e Kw; forza degli acidi / basi e Ka/Kb; scala del pH; calcolo del pH per soluzioni di acidi/basi forti, acidi/basi deboli, Sali, tamponi.
- Equilibri di complessazione: definizione di complesso;
nomenclatura dei composti di coordinazione; costante di formazione.
- Equilibri eterogenei: solubilità e prodotto di solubilità;
reazioni di precipitazione e concentrazioni in soluzione; equilibri di solubilità simultanei.
- Equilibri ossido-riduttivi: ossidanti e riducenti; scala dei potenziali di riduzione e definizione del potere ossidante/riducente di una specie chimica-
UNITÀ 9
ANALISI VOLUMETRICA (svolto all’interno dei moduli corrispondenti)
- Sostanza madre e soluzione standard - Principi dell’analisi volumetrica
- Punto equivalente e Punto di fine di una titolazione - Indicatori cromatici e loro condizioni operative - Titolazioni acidimetriche/alcalinometriche,
complessometriche, argentometriche e ossidimetriche
UNITÀ 10
ANALISI QUALITATIVA (svolto all’interno dei moduli corrispondenti)
- Analisi qualitativa di cationi e anioni: principi teorici ed esempi di applicazione
- Saggi specifici per via secca e per via umida
- Applicare la teoria dell’equilibrio chimico per prevedere la reattività del sistema e l’influenza delle variabili operative
- Saper identificare un acido/base secondo le diverse definizioni;
- Saper riconoscere una coppia coniugata;
- Saper calcolare il pH di soluzioni di acidi/basi forti/deboli, sali;
- Saper preparare soluzioni tampone a pH definito
- Calcolare la solubilità di un sale anche in presenza di uno ione comune;
- Prevedere l’effetto del pH e della presenza di agenti complessanti sulla solubilità di un sale;
- Prevedere l’effetto del pH sulla stabilità dei complessi
- Data una coppia redox prevedere l’andamento spontaneo di un processo
- Individuare i principi fisici e chimico fisici su cui si fondano i metodi di analisi chimica studiati - Applicare secondo la sequenza operativa
individuata i metodi analitici classici studiati - Saper effettuare i calcoli necessari per le titolazioni
acido-base, di precipitazione, complessometriche, redox
- Individuare le condizioni operative più opportune anche per gli aspetti relativi alla sicurezza e allo smaltimento dei rifiuti
GRIGLIA DI VALUTAZIONE PER LA
VALUTAZIONE DELLE PROVE SCRITTE
ADOTTATA DAL COORDINAMENTO DI
MATERIA
INDICAZIONI OBIETTIVI MINIMI
CONOSCENZE ABILITA’
Sono indicati in neretto i contenuti che non sono considerati minimi Sono indicati in neretto i contenuti che non sono considerati minimi
ATTIVITA’ DI LABORATORIO
Primo periodo (settembre-dicembre)
BLOCCHI TEMATICI CONOSCENZE ABILITA’
1. IL RISCHIO CHIMICO E LE NORME DI SICUREZZA NEL LABORATORIO DI CHIMICA
2. ANALISI QUALITATIVA
Pericolo e Rischio in laboratorio. Frasi H e P. Pittogrammi. Etichetta Reagenti. Scheda sicurezza.
Dimostrazione dei dispositivi di protezione.
Norme di comportamento, pericolosità composti chimici.
Prevenzione degli infortuni.
Uso vetreria e bilance: precisione e accuratezza, vetreria tarata e non.
Tolleranza dichiarata
Preparazione di soluzioni per pesata
Preparazione di soluzioni per diluizione da acidi o basi concentrati.
Ricerca degli Anioni per via secca: carbonati, acetati Ricerca dello ione ammonio
Ricerca degli anioni sulla soluzione alcalina:
cloruri, bromuri, ioduri, solfati, nitriti, ossalati, fosfati.
Ricerca dei cationi con prove complessometriche : Cu-Fe-Ni-Co Prove incognite di riconoscimento di miscele di cationi e anioni
- Applicare le norme sulla protezione ambientale e sulla sicurezza
- Riconoscere l’attrezzatura di laboratorio e descriverne l’uso
- Manipolare prodotti chimici ed utilizzare le attrezzature di laboratorio applicando scrupolosamente le norme di sicurezza
- Organizzare ed elaborare le informazioni
- Elaborare i dati delle analisi sperimentali
- Documentare le attività individuali e di gruppo e presentare i risultati di una analisi
- Definire ed applicare la sequenza operativa del metodo analitico previsto
Secondo periodo (gennaio-maggio)
3. ANALISI QUANTITATIVA VOLUMETRICA
La tecnica dell’analisi volumetrica. Classificazione. Preparazione delle soluzioni. Tecnica operativa. Errori nell’analisi volumetrica.
Calcoli e come progettare una titolazione.
ACIDIMETRIA.
Preparazione e standardizzazione di una soluzione di HCl 0,1 N con carbonato di sodio e con normex di NaOH 0,100 N.
Analisi incognita di un campione di NaOH.
ALCALIMETRIA.
Preparazione e standardizzazione di una soluzione di NaOH 0,1 N con ftalato acido di potassio
Analisi incognita di un campione di HCl.
Determinazione del grado acidità di un aceto commerciale ARGENTOMETRIA
Preparazione e standardizzazione di AgNO3 0,1 N con NaCl con metodo di Mohr .
Analisi incognita di campione di cloruro di sodio.
PERMANGANOMETRIA
Preparazione e standardizzazione di una soluzione di KMnO4 0,1 N con Sodio ossalato
Dosaggio del ferro nel Sale di Mohr
Analisi incognita di un campione di sale ferroso.
Definire ed applicare la sequenza operativa del metodo analitico previsto
Eseguire misure della massa utilizzando le bilance tecnica ed analitica
Applicare le principali tecniche analitiche di analisi volumetrica nella determinazione quantitativa di specie chimiche sulla base degli equilibri chimici coinvolti
Svolgere i relativi calcoli stechiometrici per determinare la concentrazione di analiti
