Chimica analitica e strumentale_3A

PROGRAMMA DIDATTICO
CHIMICA ANALITICA E STRUMENTALE
CLASSE III SEZ A
INDIRIZZO CHIMICA,MATERIALI E BIOTECNOLOGIE
ARTICOLAZIONE CHIMICA E MATERIALI
Anno Scolastico 2015/16
PROF. GAMBERA NELLA LOREDANA
I.T.P. PROF. SARTANIA ANTONIO
Prerequisiti
Nomenclatura IUPAC e tradizionale, Geometria delle formule molecolari. Legami tra molecole
Massa e
numero di particelle, Massa molare, calcoli con le moli. Stechiometria e rapporti ponderali.
Strumenti e processi di misurazione Massa e numero di particelle, Massa molare, calcoli con le
moli. Stechiometria e rapporti ponderali. Strumenti e processi di misurazione.
Laboratorio-Sicurezza nel laboratorio chimico: valutazione, prevenzione e diminuzione del rischio;
dispositivi di protezione degli ambienti di lavoro e mezzi di protezione individuali;simboli di
pericolosità dei prodotti chimici, frasi R (rischio), frasi S (prudenza e conservazione);consultazione
delle schede di sicurezza dei principali reagenti utilizzati nelle esercitazioni di laboratorio.
-Preparazione di soluzioni di determinata concentrazione e misura della densità con l’uso del
picnometro per liquidi.
Soluzioni
Reazioni chimiche Bilanciamento delle reazioni non redox
Concentrazioni : Percentuali di massa e di volume , normalità , molarità
Reazioni redox .Le condizioni per eseguire una titolazione redox. Permanganatometria, iodimetria
e iodometria quantità dei reagenti e prodotti in una reazione. Il reagente limitante
-Studio degli equilibri in soluzione acquosa (equilibri di solubilità)
Velocità di reazione ed equilibrio chimico, parametri che influenzano la velocità di reazione. Attività
chimica. Equilibri in soluzione acquosa, costante di equilibrio. Quoziente di reazione.
Composizione di equilibrio. Applicazione del principio di Le Chatelier. L’effetto di specie comune a
più reazioni.
Costante di equilibrio di solubilità. Reazioni di precipitazione .Solubilità e prodotto di solubilità.
Equilibri di solubilità
Costante di equilibrio di solubilità , solubilità e prodotto e prodotto di solubilità. L’accuratezza del
calcolo e prodotto di s a partire dalla costante Ks, reazioni di precipitazione , calcolo della
concentrazione dopo la precipitazione
-Studio degli equilibri in soluzione acquosa (equilibri acido-base)
Acidi e basi: teoria di Bronsted-Lowry e di Lewis. Costante ionica dell'acqua (Kw) .Acidi e basi forti
e deboli. Il pH. Equilibri in soluzione acquosa. Acidi e basi deboli , costante di equilibrio (Ka). pH di
acidi e basi deboli. Il pH delle soluzioni di sali: idrolisi acida e basica. Curve di titolazione acido
forte-base forte. Preparazione di soluzioni a pH noto.
Sistemi Tampone
Soluzioni che tamponano a pH molto acidi o molto basici. Tamponi a pH intorno alla neutralità ,
capacità tamponante ,sistemi tampone di acidi poliprotici
LABORATORIO DI CHIMICA ANALITICA E STRUMENTALE
MODULO 1: Sicurezza nel laboratorio chimico:
a) valutazione, prevenzione e diminuzione del rischio;
b) dispositivi di protezione degli ambienti di lavoro e mezzi di protezione individuali;
c) simboli di pericolosità dei prodotti chimici, frasi rischio, frasi prudenza e
conservazione;
d) consultazione delle schede di sicurezza dei principali reagenti utilizzati nelle
esercitazioni di laboratorio.
PERIODO: settembre/ottobre ’15 - ORE DI LEZIONE: n. 8
MODULO 2: I richiami teorici sulla solubilità e concentrazione delle soluzioni, il concetto di mole, la
molarità, la normalità; i calcoli per esprimere la concentrazione.
Attività di lab.: Preparazione di soluzioni di determinata concentrazione e misura della densità con
l’uso del picnometro per liquidi.
a) Preparazione di soluzioni acquose di zuccheri, concentrazione espressa in % m/m,
e % m/V;
b) Misure di densità relativa con picnometri a temperatura costante, tabelle
densità/concentrazione in %m/m e % m/V;
c) cenni di rifrattometria, uso del rifrattometro, misura dell’indice di rifrazione e
controllo del grado saccarometrico delle soluzioni di zuccheri preparate;
determinazione sperimentale del grado saccarometrico del succo di uva e degli
agrumi;
d) Preparazione di soluzioni acquose di acidi e basi per diluizione e per pesata,
concentrazione espressa in molarità e normalità;
PERIODO: ottobre ’15 - ORE DI LEZIONE: n. 20
MODULO 3A: nozioni preliminari all’analisi quantitativa volumetrica, determinazione del contenuto
delle soluzioni, calcoli relativi all’analisi volumetrica, preparazione e controllo delle soluzioni
titolate.
Attività di lab.: Titolazioni acido / base con indicatore;
a) Preparazione e standardizzazione di soluzioni di NaOH e KOH di determinata
molarità o (normalità) con ftalato acido di potassio (standard di riferimento);
b) determinazione dell’acidità totale del vino espressa come g/L di acido tartarico;
c) determinazione dell’acidità dell’aceto commerciale espressa come molarità, % m/V,
e g/L di acido acetico;
d) Determinazione dell’acidità volatile del vino, previa distillazione in corrente di vapore,
espressa come g/L di acido acetico;
e) determinazione dell’acidità del succo di limone espressa come molarità dell’acido
citrico.
f) determinazione dell’acidità del latte espressa come gradi °SH.
PERIODO: novembre/dicembre ‘15 - ORE DI LEZIONE: n. 24
Attività interdisciplinare di laboratorio di chimica analitica e chimica organica: preparazione del
sapone:
 metodologia per preparazione del sapone a freddo;
 preparazione materiali e attrezzature; preparazione del sapone e introduzione negli stampi;
 Preparazione del sapone liquido, metodo a caldo.
PERIODO: gennaio/febbraio ‘15 - ORE DI LEZIONE: n. 12
MODULO 3B: Attività di lab.: Titolazioni base / acido con indicatore;
 Preparazione e standardizzazione di soluzioni di HCl di determinata molarità (o normalità)
con Na2CO3 anidro (standard di riferimento);
 Titolazione di miscele di sostanze alcaline;
 Analisi di campioni incogniti carbonati/bicarbonati , carbonati/idrossidi;
 determinazione del titolo di un campione commerciale di KOH;
 determinazione dell'alcalinità di acque destinate al consumo umano.
PERIODO: febbraio/marzo ‘15 - ORE DI LEZIONE: n. 24
MODULO 4: introduzione all'analisi volumetrica redox, determinazione del contenuto delle
soluzioni, calcoli relativi, preparazione e controllo delle soluzioni titolate.
 Preparazione reagenti per Iodimetria/Iodometria
 preparazione e standardizzazione sol. di tiosolfato sodico Na2S2O3 e sol. di I2 in KI;
 Determinazione Iodimetrica della vitamina C negli agrumi e nel Kiwi; confronto dati analitici
sperimentali fra vari tipologie di agrumi e dati bibliografici;
 Determinazione Iodometrica del titolo di cloro attivo nella candeggina commerciale;
 Determinazione Iodometrica dell'anidride solforosa SO2 nei vini bianchi.
MODULO 5: le soluzioni ioniche e gli equilibri chimici - acidi e basi secondo la teoria di Arrhenius e
la teoria di Bronsted e Lowry – il pH delle soluzioni, misura e calcolo del pH di acidi e basi forti,
misura e calcolo del pH di acidi e basi deboli.
Attività di lab.:
 studio dell'equilibrio chimico, influenza della conc. sull'equilibrio CrO 4--/Cr2O7-e
Fe3+/Fe(CNS)63 verifica del principio di Le Chatelier;
 introduzione all’analisi strumentale – misure potenziometriche: taratura del pH-metro;
 titolazioni acido forte/base forte, e viceversa, con l’uso del pH-metro - costruzione del
grafico pH-mL reattivo titolante, su assi cartesiani con l’uso di excel, interpolazione grafica
del volume equivalente (Ve) di reattivo titolante;
 calcolo teorico del pH, durante la titolazione acido forte/base forte, per ogni aggiunta di
reattivo titolante e costruzione del grafico teorico pH- mL reattivo titolante;
PERIODO: marzo/aprile ‘15 - ORE DI LEZIONE: n. 20
MODULO 6: le soluzioni tampone e il calcolo del pH di soluzioni tampone.
Soluzioni tampone:
a) studio dell’effetto tampone;
b) preparazione di soluzioni tampone e calcolo del pH delle stesse soluzioni;
PERIODO: aprile/maggio ’15 - ORE DI LEZIONE: n. 10
Gela
Alunni
Prof.