Indirizzo: Chimica, materiali e biotecnologie -Articolazione Biotecnologie sanitarie CHIMICA ANALITICA E STRUMENTALE 3 anno

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1 Indirizzo: Chimica, materiali e biotecnologie -Articolazione Biotecnologie sanitarie CHIMICA ANALITICA E STRUMENTALE 3 anno UDA CONOSCENZE COMPETENZE ABILITA UDA N. 1 Gli acidi e le Ore: 11 Settembre- Ottobre -Acidi e basi secondo Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis. -L autoprotolisi dell acqua. -La scala del -Misura del ph e gli indicatori. -La forza degli acidi e delle -Reazioni di neutralizzazione tra acidi e basi forti. -Definire gli acidi e le basi secondo le varie teorie. -Distinguere gli acidi e le basi in forti e deboli. -Descrivere l equilibrio acido-base in una soluzione acquosa. -Determinare la concentrazione di acidi e -Scrivere coppie acidobase coniugate e saperle riconoscere in una reazione. -Svolgere semplici esercizi sul calcolo del -Saper realizzare una reazione di neutralizzazione. UDA N. 2 Introduzione al laboratorio Ore: 6 Ottobre -Misura, strumenti e processi di misurazione. -Teoria della misura, elaborazione dati e analisi statistica. -Norme, procedure di sicurezza e prevenzione infortuni. -Modelli di documentazione tecnica. -Acquisire i dati ed esprimere qualitativamente e quantitativamente i risultati delle osservazioni di un fenomeno mediante grandezze fondamentali e derivate. -Individuare e gestire le informazioni per organizzare le attività sperimentali. -Elaborare e gestire attività di laboratorio. -Redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo. -Organizzare dati ed elaborare le informazioni. -Interpretare i dati e correlare gli esiti sperimentali con i modelli teorici di riferimento. -Individuare strumenti e metodi idonei per organizzare e gestire le attività di laboratorio. -Applicare con consapevolezza le norme sulla protezione e sulla sicurezza. -Documentare le attività individuali e di gruppo e presentare i risultati dell analisi. UDA N. 3 Composizione elementare e formula chimica. Ore: 5 Novembre -Dalla percentuale alla formula empirica. -Dalla formula empirica alla composizione percentuale. -Formula empirica e formula molecolare. -La percentuale sul secco di un composto umido. -Definire la composizione qualitativa e quantitativa di una sostanza in termini di composizione percentuale e formula empirica. -Ricavare la formula di un composto conoscendo la percentuale di ogni suo elemento e viceversa. -Saper rappresentare la composizione chimica di una sostanza usando la formule empirica e/ molecolare.

2 UDA N. 4 Stechiometria delle reazioni chimiche. Ore: 16 Novembre- Dicembre -Classificazione delle reazioni chimiche: -reazioni di precipitazione, -reazioni acido-base, -reazioni redox, -reazioni di formazione di complessi. -Bilanciamento delle reazioni non redox. -Bilanciamento delle reazioni redox con il metodo delle semireazioni. -Le quantità di reagenti e prodotti nelle reazioni. -Calcolo del reagente limitante e della resa di reazione. -L equivalente chimico: tipi di equivalente, il rapporto equivalente/mole, calcolo degli equivalenti. -Investigare e classificare le reazioni eseguendo anche calcoli quantitativi su reagenti e prodotti. -Riconoscere le reazioni redox come reazioni che coinvolgono il trasferimento di elettroni. -Saper passare dalle moli agli equivalenti e viceversa. -Bilanciare le reazioni chimiche. -Bilanciare reazioni redox con il metodo delle semireazioni. -Riconoscere e calcolare il reagente in eccesso ed il reagente limitante, rispetto alle quantità stechiometriche. -Determinare la resa di reazione. -Calcolare i vari tipi di equivalente chimico. -Impostare e risolvere problemi stechiometrici di base. UDA N. 5 Le soluzioni. Ore: 9 Dicembre- Gennaio -Elettroliti e non elettroliti. -Solubilità e processo di solubilizzazione. -Modi di esprimere la concentrazione: la concentrazione percentuale, la frazione molare, la molarità, la molalità, la formalità, la normalità. -Diluizione e mescolamento di soluzioni. -Saper distinguer gli elettroliti dai non elettroliti e gli elettroliti forti da quelli deboli. -Conoscere la dipendenza della solubilità dalla temperatura e dal solvente. -Investigare e spiegare il processi di solvatazione. -Definire la concentrazione di una soluzione e conoscere i vari modi di esprimerla. -Preparare soluzioni a concentrazione nota. -Effettuare conversioni tra i diversi tipi di concentrazione. -Effettuare diluizioni di soluzioni e relativi calcoli. UDA N. 6 I processi di equilibrio: aspetti termodinamici. Cenni Ore: 4 Gennaio -I principi della termodinamica. -L equilibrio termodinamico. -Effetto del calore di reazione. -Effetto dell entropia di reazione. -Il ruolo della temperatura. -L energia libera. -Variabili che influenzano l energia libera. -Usare i concetti, i principi e i modelli della chimica fisica per interpretare le trasformazioni dei sistemi. -Utilizzare le grandezze termodinamiche per descrivere variazioni di energia e spontaneità delle reazioni. -Applicare il primo ed il secondo principio della termodinamica. -Prevedere la spontaneità di una reazione attraverso la variazione di entalpia ed entropia.

3 UDA N. 7 I processi di equilibrio: aspetti stechiometrici ed il principio di Le Chatelier. Ore: 9 Febbraio -Le reazioni di equilbrio. -L attività chimica. -La costante di equilibrio ed il quoziente di reazione. -Equilibri di decomposizione/dissociazione. -Il principio di Le Chatelier e fattori che influenzano l equilibrio. -L effetto di specie comuni a più reazioni. -Comprendere il significato di equilibrio applicato alle reazioni. -Applicare la teoria dell equilibrio chimico per prevedere la reattività del sistema e l influenza delle variabili operative. -Saper stabilire se una reazione si trova in condizioni di equilibrio o meno. -Conoscere l effetto della presenza di più ioni ai fini del calcolo della concentrazione attiva. -Definire l attività sull equilibrio chimico. -Esprimere le costanti di equilibrio stechiometriche. composizione della miscela all equilibrio. -Saper eseguire calcoli relativi a spostamenti di equilibrio. UDA N. 8 Equilibri acidobase. Ore: 12 Febbraio- Marzo -La forza degli acidi e delle basi: effetto livellante del solvente, reazioni acido-base in solventi non acquosi, misura della forza acida e basica. -La forza acido-base dell acqua. -Previsioni sulla posizione di un equilibrio. -Relazione tra Ka e Kb di una coppia acido-base. -Gli effetti della diluizione sulla dissociazione. -Neutralizzazione di acidi deboli con basi forti e viceversa. -Distinguere qualitativamente il comportamento acido, basico o neutro di una sostanza in soluzione acquosa. -Saper definire la forza di un acido e di una base. -Saper esprimere Ka e Kb di una coppia coniugata e saperle mettere in relazione. -Saper definire il prodotto ionico dell acqua e spiegare il suo comportamento anfotero. -Classificare le specie chimiche in base al loro comportamento in soluzione. -Ordinare acidi e basi secondo la loro forza. -Svolgere semplici calcoli usando le costanti di equilibrio Ka e Kb. UDA N. 9 Calcolo del ph di soluzioni acquose e curve di titolazione. Ore: 12 Marzo-Aprile -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. -Scelta dell indicatore nelle varie titolazioni. -Curve di titolazione acido forte-base forte. -Il ph di acidi e basi deboli. -Curve di titolazione di acidi deboli monoprotici con base forte. -Sapere a cosa servono le curve di titolazione. -Conoscere il concetto di punto di viraggio e zona di viraggio. -Saper scegliere l indicatore adatto alla titolazione in questione. -Saper titolare miscele di acidi e di -Conoscere l impostazione del calcolo del ph di più acidi e basi forti e deboli a varie concentrazioni. -Saper effettuare calcoli per costruire le curve di titolazione e saperle rappresentare graficamente. soluzioni di sali di acidi e basi deboli.

4 -Titolazione di basi deboli con acido forte. -Il ph di soluzioni di acidi (basi) poliprotici. -Titolazione di acidi poliprotici. -IL ph di soluzioni di miscele di più acidi e -Curve di titolazione di miscele di acidi. -Il ph delle soluzioni dei sali: idrolisi acida e basica. equilibri coesistenti. miscele di più acidi e -Documentare i risultati sperimentali anche con l uso di software dedicati. UDA N.10 Soluzioni Ore: 8 Maggio -Caratteristiche della soluzioni Preparazione di una soluzione -Calcolo del ph del tampone acido e del tampone basico. -Effetto, potere e capacità tamponante. -Campo di attività di un -Classificazione dei tamponi. -Saper riconoscere una soluzione -Conoscere la differenza fra tampone acido e tampone basico. -Saper scegliere le coppie coniugate per un tampone, noto il -Conoscere il campo di attività di un -Saper preparare ed usare una soluzione -Saper calcolare il ph delle soluzioni tampone e verificare il ΔpH dopo l aggiunta di acidi o basi forti. UDA N.11 Equilibri di solubilità. Ore: 5 Maggio-Giugno -Costante di equilibrio e prodotto di solubilità. -Fattori che influenzano l equilibrio di precipitazione. -Reazioni di precipitazione e -Precipitazione frazionata. -Solubilità ed idrolisi di un sale poco solubile. -Conoscere la costante di equilibrio di un sistema eterogeneo e la definizione di prodotto di solubilità Ks. -Conoscere gli interventi esterni che possono spostare l equilibrio di precipitazione. -Sapere che cosa si intende per precipitazione frazionata. Esperienze di laboratorio 1)Preparazione di una soluzione a titolo noto 2)Titolazione di una base forte con un acido forte 3)Titolazione di un acido forte con una base forte 4)Gravimetria (solfato di potassio più dicloruro di bario) 5)Preparazione di una soluzione tampone 6)reazioni esotermiche ed endotermiche 7)Preparazione del permanganato per dismutazione 8)Equilibrio chimico: nitrato ferrico e tiocianato di potassio 9)Idrolisi variazione di solubilità provocata dai vari effetti. -Fare previsioni sullo spostamento dell equilibrio e quindi sulla precipitazione. variazione della solubilità provocata dai vari effetti. solubilità di sali poco solubili in funzione del

5 10)Calcolo del k ps dell ossalato di calcio 11)Reazioni redox 12)Pila di Daniell 13)Tabella dei potenziali di ossidoriduzione 14) Conducibilità elettrica di soluzioni elettrolitiche 15)Controllo del titolo dell acqua ossigenata commerciale