Chimica analitica e strumentale III anno biotecn amb

I.I.S.S. “BOSCARDIN” – VICENZA
A.S. 2016/2017
CHIMICA MATERIALI E BIOTECNOLOGIE
Articolazione: BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI
Programmazione di dipartimento di
CHIMICA ANALITICA E STRUMENTALE
classe TERZA
TEORIA
* saperi di base
Moduli
1. Ripasso e
complementi del
programma del
secondo anno
Settembre-Ottobre
CONOSCENZE
Concetto di mole e suo significato*
Fenomeni di solvatazione*
Concentrazioni espresse in unità fisiche
e chimiche.*
Conversioni fra i diversi modi di
scrivere la concentrazione*
Diluizioni* e mescolamento
Le millimoli
Nomenclatura tradizionale dei composti
binari e ternari
2. Le quantità di
reagenti e prodotti
nelle reazioni.
La quantità di reazione
Quantità di reagenti e prodotti in una
reazione*
Reagente limitante
Le reazioni redox
Le reazioni redox
Gli equivalenti e la
Massa equivalente
Ottobre
3. Cenni di
termodinamica
Novembre
Gli equivalenti
4. Cinetica chimica
Novembre
Influenza della concentrazione dei
reagenti.
Influenza della temperatura
Influenza dei catalizzatori
Importanza della superficie di contatto
Trasformazioni ed energia*
Le leggi della termodinamica
Termodinamica dell'equilibrio chimico
Concetto di entalpia nelle
trasformazioni chimiche
Entropia e spontaneità
L'energia libera
ABILITA’/CAPACITA’
Calcolare la massa molare di una
sostanza*
Saper usare la mole come unità di
misura della quantità di sostanza.*
Eseguire conversioni fra massa, moli,
numero di particelle*
Eseguire i calcoli necessari per la
preparazione delle soluzioni*
Attribuire il nome nota la formula e
riconoscere le principali sostanze
utilizzate in laboratorio
Eseguire semplici problemi
riguardanti i calcoli stechiometrici
nelle reazioni quantitative*
Saper bilanciare una reazione redox
individuandone l'ossidante e il
riducente*
Ricavare la Massa Equivalente e
utilizzare gli equivalenti*
Spiegare il concetto di equilibrio
dinamico.* Descrivere graficamente il
raggiungimento dell’equilibrio
chimico.*
Prevedere gli effetti di perturbazioni
secondo il principio dell’equilibrio
mobile*
Spiegare gli effetti in base alle teorie
di cinetica chimica
Spiegare gli effetti dei vari parametri
sulla velocità di reazione*
5. Equilibrio chimico
e aspetti
termodinamici e
stechiometrici
Dicembre - Gennaio
Equilibri statici e dinamici. L’equilibrio
chimico come equilibrio dinamico.*
Il principio di Le Chatelier.*
La costante di equilibrio*
Effetto del calore di reazione
Temperatura e costante di equilibrio
L'attività chimica (cenni)
Equilibri di
decomposizione/dissociazione*
Come si calcola la composizione di
equilibrio*
La “perturbazione” dell'equilibrio
L'effetto di specie comuni a più reazioni
Saper scrivere la costante di un
equilibrio chimico*
Descrivere il significato della costante
di equilibrio*
Prevedere l'influenza delle grandezze
termodinamiche sull'equilibrio
chimica
6. Equilibri di
precipitazione
Febbraio
La costante di solubilità.* Solubilità*.
Precipitazione di composti ionici poco
solubili.
Effetto dello ione comune sulla
solubilità*.
Calcolare la solubilità di un sale poco solubile
dalla Ks*.
Prevedere la precipitazione di un sale.
Prevedere qualitativamente l’effetto dello ione
comune sulla solubilità di un sale*.
7. Introduzione alla
chimica analitica
quantitativa. L'analisi
volumetrica
Marzo
8. Equilibri acidobase: Acidi e basi
forti
Marzo-aprile
Generalità sulla chimica analitica
L'analisi quantitativa volumetrica.*
La tecnica della titolazione*
Svolgere semplici esercizi di calcolo
riguardanti la tecnica della
titolazione*
Le reazioni acido-base: teoria di
Bronsted-Lowry*
La misura della forza di acidi e basi*
La forza acido-base dell'acqua
Che cos'è la neutralità? Una scala di
acidità conveniente*
Il pH di acidi e basi forti*
Il pH di miscele di acidi forti ( o basi
forti)
Il pH di miscele di acidi forti con basi
forti
9. Equilibri acidobase: acidi e basi
deboli
Il pH di acidi e basi deboli: quali dati
occorrono per il calcolo*
Indicatori titolazioni acido/base
Lo schema I-Δ-F e il calcolo del pH*
Gli effetti della diluizione sulla
dissociazione
Neutralizzazione di acidi deboli con
basi forti*
Il pH delle soluzioni di sali: idrolisi
acida e basica*
Soluzioni di acidi (basi) poliprotici
Neutralizzazione di acidi (basi)
Riconoscere e rappresentare acidi e
basi secondo la teoria di
Bronsted/Lowry*
Scrivere la specie coniugata di un
acido o di una base*
Riconoscere il grado di acidità/basicità
di una soluzione dalla misura del pH
di acidi e basi forti*
Spiegare le proprietà di acidi e basi,
mediante le teorie di Brønsted-Lowry,
e risolvere problemi quantitativi
riguardanti queste sostanze e il loro
pH*
Giustificare l'andamento della curva di
titolazione acido forte/base forte
Eseguire calcoli di pH di acidi e basi
deboli*
Risolvere problemi stechiometrici
riguardanti titolazioni acido/base e
calcoli di pH derivanti da idrolisi
salina*
Equilibri acido-base:
il pH dei sali e i
sistemi poliprotici
Aprile
Impostare lo schema I-Δ-F per
calcolare la composizione di
equilibrio*
poliprotici
10. Equilibri ionici in Soluzioni tampone e loro pH*
soluzione acquosa.
Curve di titolazione acido forte-base
forte*, curve di titolazione acido
debole/base forte e pH al punto di
Aprile-Maggio
equivalenza: equilibrio di idrolisi*
Neutralizzazione di acidi (basi)
poliprotici e curve di titolazione.
Idrolisi*, acidi poliprotici, sistemi
tampone*.
Equilibri di solubilità*. Curva di
titolazione acido debole/base forte e
calcoli di pH relativi*. Curva di
titolazione acido poliprotico/base forte
e calcoli di pH relativi.
14. Complessometria
Giugno
Composti di coordinazione.* Leganti
monodentati e multidentati.* EDTA: struttura;
proprietà acido-base e proprietà leganti
dell’EDTA*. Indicatori metallocromici.*
Durezza: totale, temporanea e permanente.*
Determinazione della durezza totale, permanente
e temporanea di un’acqua per via
complessometrica con una soluzione di EDTA
standardizzata.* Cenni relativi ai tipi di
titolazioni complessometriche.
Disegnare l e descrivere la curva
corretta per un determinata titolazione
acido/base*
Giustificare l'andamento della curva di
titolazione evidenziando le specie
chimiche presenti nei vari tratti e punti
caratteristici
Calcolare il pH del punto equivalente
di una titolazione e scegliere
l'indicatore opportuno*
Eseguire esercizi e problemi di base
sugli argomenti indicati*
Eseguire e descrivere operativamente e dal
punto di vista teorico le analisi relative al
modulo effettuate in laboratorio*
Eseguire esercizi riguardanti la stechiometria
degli argomenti trattati*
LABORATORIO
Si prevede lo svolgimento di esperienze connesse con i contenuti teorici sviluppati nei moduli
suindicati.
In particolare sono state concordate in dipartimento le seguenti esperienze:
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Norme di sicurezza e di comportamento in laboratorio di chimica
Uso della vetreria
I fattori che influenzano la velocità di reazione: concentrazione, temperatura, catalizzatori.
Principio di Le Chatelier: effetto della concentrazione e della temperatura sull’equilibrio
chimico.
Preparazione di soluzioni a concentrazione nota partendo da soluti solidi
Preparazione di soluzioni partendo da soluzioni concentrate in percentuale m/m
Preparazione di soluzione per diluizioni di soluzioni a molarità nota.
Titolazioni: nozioni generali
Standardizzazione dall'acido cloridrico con carbonato di sodio
Standardizzazione dell'idrossido di sodio con acido cloridrico a titolo noto.
Standardizzazione dell’idrossido di sodio con ftalato acido di potassio (facoltativa)
Titolazione volumetrica e pHmetrica (facoltativa) acido forte-base forte
Titolazione volumetrica e pHmetrica (facoltativa) acido debole-base forte
Esempi di titolazione volumetrica redox (facoltativa)
Titolazione complessometrica (determinazione della durezza totale con EDTA e NET)
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Analisi sistematica 1° e 3° gruppo analitico
Analisi qualitativa anioni (facoltativa)
L’attività di laboratorio si propone in questa disciplina il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
(*contenuti e abilità da conseguire per il livello base)
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Conoscere e applicare le norme di sicurezza nel laboratorio chimico;*
Conoscere e saper utilizzare strumenti di laboratorio e vetreria;*
Individuare e gestire le informazioni per organizzare le attività sperimentali;*
Effettuare l’elaborazione dati delle esperienze proposte;*
Interpretare dati e risultati sperimentali in relazione a semplici modelli teorici di
riferimento;*
Redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a
situazioni professionali;
Controllare progetti e attività, applicando le normative sulla protezione ambientale e sulla
sicurezza.
UTILIZZO DELLE ORE CURRICOLARI (132 ORE)
Totale ore di lezione/attività di laboratorio/verifiche orali: 108
Ore previste per verifiche teoriche scritte 10
Ore previste per verifiche pratiche scritte: 6
Ore utilizzabili per attività di recupero in itinere: 8