Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Giuseppe SCARPONI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [ST03] SCIENZE AMBIENTALI E PROTEZIONE CIVILE First Cycle Degree (3 years) - [ST03] ENVIRONMENTAL SCIENCES AND CIVIL PROTECTION
Dipartimento: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'AmbienteDepartment: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'Ambiente
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2017-2018
Anno regolamentoAnno regolamento: 2015-2016
Obbligatorio
Crediti: 7
Ore di lezioneTeaching hours: 56
TipologiaType: A - Base
Settore disciplinareAcademic discipline: CHIM/01 - CHIMICA ANALITICA
Italiano
Italian
Conoscenza degli argomenti degli insegnamenti di Matematica, Fisica, Chimica generale, Chimica organica.
Knowledge of the topics of the courses on Mathematics, Physics, General and Organic Chemistry.
Sono previste sia lezioni teoriche (6 crediti, 48 ore) che esercitazioni pratiche di laboratorio svolte a livello individuale o a piccoli gruppi (1 credito, 16 ore) ed esercitazioni campo (viaggi di istruzione). Al corso frontale è affiancata un’attività didattica in modalità e-learning contenente, fra l’altro: materiale didattico, test di autovalutazione, esercitazioni numeriche, istruzioni per le esercitazioni di laboratorio, prenotazione per le esercitazioni di laboratorio, area riservata ad inserimento relazioni di laboratorio da parte degli studenti, informazioni e prenotazioni per i viaggi di istruzione, presenze a lezione ed in laboratorio da parte degli studenti.
The course consists of theoretical lectures (6 credits, 48 hours) and laboratory practical work carried out individually or at small groups (1 credit, 16 hours) and fieldwork. An e-learning didactic activity is available in parallel to the normal frontal course. It includes: the didactic material, the self-evaluation tests, numerical exercises, instructions for the laboratory exercises, booking for the laboratory exercises, a section for the upload of laboratory reports from the students, information and booking for the field work, attendances to lectures and laboratory exercises.
L’insegnamento permette agli studenti di acquisire le conoscenze fondamentali sulle basi teoriche e metodologiche delle principali tecniche dell’analisi chimica (gravimetria, volumetria, potenziometria, conduttimetria, spettrofotometria UV-Vis e per Assorbimento Atomico) e delle loro applicazioni in campo ambientale (acque di sorgente, acque di fiume, neve, aerosol atmosferico). Contestualmente fornisce agli studenti le conoscenze su alcune problematiche ambientali globali (cambiamenti climatici, effetto serra, buco dell’ozono, inquinamento da metalli pesanti) e sull’inquinamento locale (smog fotochimico, piogge acide).
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Lo studente dovrà anche acquisire le seguenti abilità professionalizzanti: capacità di effettuare semplici analisi chimiche di laboratorio (gravimetriche, volumetriche, potenziometriche, conduttimetriche, spettrofotometriche UV-Vis e AA) per il controllo analitico di matrici ambientali, inclusa la fase di prelievo di campioni in campo; capacità di raccogliere ed elaborare i dati chimico-analitici.
Competenze trasversali.
L’esecuzione di analisi di laboratorio singole e di gruppo, nonché la stesura di relazioni sulle esercitazioni svolte, contribuiscono a migliorare, sia il grado di autonomia di giudizio in generale, sia la capacità comunicativa che deriva anche dal lavoro in gruppo, sia la capacità di apprendimento in autonomia e di trarre conclusioni, dello studente.
Knowledge and Understanding.
The course enables students to acquire the fundamental knowledge of the theoretical and methodological basis of main techniques for chemical analysis (gravimetry, volumetry, potentiometry, conductimetry, UV-Vis and Atomic Absorption spectrophotometry), and their applications in environmental field (spring waters, river waters, snow, atmospheric aerosol). At the same time, the course allows also students to acquire the basic concepts on some environmental issues referring to global changes (climatic changes, greenhouse effect, ozone hole, heavy metal pollution) and on local pollution (photochemical smog, acid rains).
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
At the end of the course, the student should also acquire the following professional skills: ability to carry out basic laboratory chemical analyses (gravimetric, volumetric, potentiometric, conductimetric, UV-Vis spectrophotometric) devoted to the analytical control of environmental matrices included the step of field sampling; ability to collect and process chemical-analytical data.
Transversal Skills.
The execution of laboratory analyses (alone or in-group), as well as the drafting and editing of reports on the exercises carried out, contribute to improve for the student the degree of judgement autonomy in general, the communicative capacity (which derives also from the teamwork), the learning capacity in autonomy, and the ability to draw conclusions from experimental data.
Contenuti (lezioni frontali, 6 CFU, 48 ore). Fondamenti dell’analisi chimica. Fasi del processo analitico. Calcoli stechiometrici della chimica analitica. Qualità dei dati analitici: errori, precisione, accuratezza, materiali certificati. Attrezzatura di base per l’analisi chimica quantitativa. Bilancia analitica e controllo della taratura. Vetreria volumetrica e sua taratura. Metodi analitici classici (gravimetrico e volumetrico) ed alcune tecniche strumentali elettrochimiche (potenziometria, conduttimetria) e spettroscopiche (spettrofotometria UV-Vis), con applicazioni ambientali. Cambiamenti globali: effetto serra, impoverimento dello strato di ozono stratosferico, inquinamento da metalli pesanti. Inquinamento chimico locale: inquinamento atmosferico, smog fotochimico, piogge acide.
Esercitazioni di laboratorio (1 CFU, 16 ore/studente). Determinazione volumetrica di HCl mediante titolazione acido forte – base forte con l’uso di indicatori acido/base. Determinazione dell’acidità della pioggia o della neve mediante titolazione potenziometrica Titolazione conduttimetrica acido forte – base forte (HCl con NaOH). Determinazione dei cloruri in acqua di fiume mediante titolazione conduttimetrica per precipitazione. Determinazione degli ioduri, dei fluoruri e dei cloruri in acqua di fiume e acqua termale mediante potenziometria diretta (metodo curva di taratura). Determinazione spettrofotometrica dei nitriti in acqua di fiume (metodo curva di taratura). Determinazione spettrofotometrica di Fe(III) in acqua di fiume (metodo aggiunte standard). Al termine delle esercitazioni lo studente dovrà consegnare una relazione sull’attività di laboratorio svolta, presentando, per ogni esperienza, i dati ottenuti, i calcoli eseguiti, i risultati analitici calcolati (espressi con il corretto numero di cifre significative) e la discussione/interpretazione degli stessi.
Esercitazioni in campo (due viaggi di istruzione giornalieri). Sono previsti due viaggi di istruzione di un giorno (uno invernale, uno estivo) dedicati ad attività in campo. Sono previsti campionamenti di neve e acque di sorgente, analisi in loco (pH, conduttività, cloruri, fluoruri, ioduri, nitrati) e visita a stabilimenti di imbottigliamento acque minerali.
Content (lectures, 6 CFU, 48 hours). Fundamentals of chemical analysis. Phases of the analytical process. Stoichiometric calculations of analytical chemistry. Quality of analytical data. Errors. Precision. Accuracy. Certified reference materials. Basic equipment for quantitative chemical analysis. Analytical balance and calibration control. Volumetric glassware and its calibration. Classical analytical methods of gravimetry and volumetry. Some instrumental analytical techniques: electrochemical (potentiometry, conductimetry) and spectrochemical (UV-Vis, AA), with environmental applications. Global changes: greenhouse effect, stratospheric ozone depletion, heavy metal pollution. Local chemical pollution: atmospheric pollution and photochemical smog, acid rains.
Laboratory exercises (1 credit, 16 hours/student). Volumetric determination of HCl by strong acic-strong base titration and using acid/base indicators. Determination of acidity of rain or snow by potentiomentric titration. Conductimetric titration of HCl with NaOH. Determination of chlorides in river water by conductimetric precipitation titration. Determination of iodides, fluorides and chlorides in river water and hot spring water by direct potentiometry (calibration curve method). Spectrophotometric determination of nitrites in river water (calibration curve method). Spectrophotometric determination of Fe(III) in river water (standard addition method). At the end of the exercises, the student will have to consign (electronically) a report on the laboratory activity showing, for each experiment: the data obtained, the calculations performed, the analytical results computed (expressed with the correct number of significant figures), and their discussion and interpretation.
Field work (two one-day school trips). Two one-day school trips are expected to be carried out (one in winter, one in summer) dedicated to field activity: sampling of snow and spring water with analyses on site (pH, conductivity, chloride, fluoride, iodide, nitrate), and visit to plants for bottling of mineral water.
Lo studente consegna (on line) le proprie relazioni di laboratorio. L’esame consiste in un compito scritto e successiva revisione/discussione degli elaborati. Nel compito sono previste 35 domande aperte. Queste includono anche esercizi su calcoli stechiometrici dell’analisi chimica gravimetrica e volumetrica. Ad ogni domanda viene attribuito un punteggio compreso tra zero ed uno ed il risultato riportato in trentesimi. Il superamento dello scritto è vincolato all'acquisizione, nei calcoli stechiometrici, di un punteggio almeno uguale alla metà dei punti acquisibili. Al risultato, calcolato come somma dei punteggi ottenuti sulle singole domande, vengono aggiunti ulteriori due punti. Per il voto finale vengono valutate anche le relazioni delle esercitazioni, cui vengono assegnati fino ad un massimo di due punti. L’esame si intende superato quando il voto finale è maggiore o uguale a 18. Durante il corso di lezioni è anche prevista la possibilità di partecipare a prove in itinere.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Nella prova scritta lo studente dovrà dimostrare di conoscere principi e metodi (teoria e pratica) delle metodologie chimico-analitiche gravimetriche, volumetriche, potenziometriche, conduttimetriche, spettrofotometriche (in UV-Vis e AA), nonché di aver acquisito conoscenze di base sui principali cambiamenti ambientali globali e sull’inquinamento chimico locale. Nelle relazioni di laboratorio lo studente dovrà dimostrare di aver conseguito la capacità di applicare le conoscenze acquisite durante l’insegnamento ai fini dell’esecuzione di semplici analisi di laboratorio, nonché la capacità di redigere criticamente, in autonomia e/o in gruppo, un rapporto di prova.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18. È prevista l’assegnazione del massimo dei voti con lode (30 e lode).
Criteri di attribuzione del voto finale.
Il voto finale viene attribuito sommando alla valutazione dello scritto quella della relazione di laboratorio, quest’ultima fino ad un massimo di due punti. La lode viene attribuita quando il punteggio ottenuto dalla precedente somma superi il valore 30 e contemporaneamente lo studente abbia dimostrato piena padronanza della materia. Il voto del Corso Integrato di cui questo insegnamento fa parte (con l’insegnamento di Chimica applicata alla tutela dell’ambiente) viene attribuito valutando le risultanze dei due moduli.
Learning Evaluation Methods.
The student consigns (on line) his own laboratory reports. The assessment method is a written classwork (open questions) and subsequent revision/discussion of the script. Thirty-five open questions are provided for the examination, which include also numerical exercises on stoichiometric calculations involved on gravimetric and volumetric analyses. To each question, a score included between zero and one is assigned and the result is reported in thirtieths. Passing of the written exam is bonded to the acquisition, on the stoichiometric calculations, of a score of at least half of the maximum obtainable. To the sum obtained other two points are added to obtain the final result of the written classwork. Moreover, for the final grade, up to two points maximum will be assigned with reference to the reports of laboratory exercises. The exam is passed when the final score is higher or equal to 18. It is also foregone the possibility of participating to two “in itinere" written classwork.
Learning Evaluation Criteria.
In the written classwork, the student will have to demonstrate to have acquired a sound knowledge of basics and methods (theory and practice) of the chemical analytical methodologies of gravimetry, titrimetry, potentiometry, conductimetry, spectrophotometry (UV-Vis and AA), as well as to have acquired the basic knowledge of main global environmental changes and local chemical pollution. In the laboratory reports, the student will have to demonstrate of having achieved the capacity to apply the acquired knowledge during the course to the execution of simple laboratory analyses and the capacity to write critically, in autonomy and/or in-group, a test report.
Learning Measurement Criteria.
The final mark is attributed in thirtieths. Successful completion of the examination will lead to grades ranging from 18 to 30, and 30 with laud.
Final Mark Allocation Criteria.
The final mark is attributed by summing to the evaluation of the written classwork that of the laboratory report, the latter up to two points. The laud is attributed when the score obtained by the previous sum exceeds the value of 30 and contemporaneously the student demonstrates complete mastery of the matter. The vote of the Combined Course of which this course is part (together with the course of Applied chemistry for environmental protection) is attributed evaluating the results of the two modules.
- Appunti di lezione
- D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch. Fondamenti di chimica analitica, 3a ed., EdiSES, Napoli, 2015.
- D.C. Harris. Chimica analitica quantitativa, Zanichelli, Bologna, 2017.
- D.C. Harris. Fondamenti di chimica analitica quantitativa, Zanichelli, Bologna, 2017.
- C. Baird, M. Cann. Chimica Ambientale, Zanichelli, Bologna, 2006.
- S.E. Manahan. Chimica dell’Ambiente, Piccin, Padova, 2000.
- Lecture notes
- D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch. Fondamenti di chimica analitica, 3rd edn., EdiSES, Napoli, 2015.
- D.C. Harris. Chimica analitica quantitativa, Zanichelli, Bologna, 2017.
- D.C. Harris. Fondamenti di chimica analitica quantitativa, Zanichelli, Bologna, 2017.
- C. Baird, M. Cann. Chimica Ambientale, Zanichelli, Bologna, 2006.
- S.E. Manahan. Chimica dell’Ambiente, Piccin, Padova, 2000.
Si
Technology enhanced
Yes
Technology enhanced
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2017-2018
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427