PIANO DI STUDIO DELLA DISCIPLINA

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1 Tel fax ISIS C. Facchinetti Sede: via Azimonti, Castellanza Rev. 1 del 3/11/16 DISCIPLINA: Analisi Chimica ed elaborazione dati PIANO DELLE CLASSE: IV DCH PROGRAMMAZIONE DIPARTIMENTALE ANNO: 2017/2018 N.B.: Tale piano di studio, condiviso dal Dipartimento, potrebbe subire modifiche, in funzione della situazione della classe, e diventare una programmazione personale da riportare a consuntivo COMPETENZE della ABILITA n. 1 Titolo:l equilibrio chimico Nucleo fondante: l equilibrio nei vari sistemi Periodo: Settembre-Ottobre P8 intervenire nella pianificazione di attività e controllo della qualità del lavoro nei processi chimici e biotecnologici Calcolo di entalpia, entropia ed energia libera standard di reazione. Calcolo delle costante di equilibrio Esercizi di applicazione delle Kc, Kp, Kᵪ Prevedere le conseguenze della perturbazione dell equilibrio chimico per variazioni di temperatura, pressione, concentrazione Prevedere il verso della reazione in base al quoziente di reazione Esercizi di applicazione di equilibri ionici ed equilibri chimici nei sistemi eterogenei Entalpia, entropia ed energia libera di reazione. Energia libera e costante di equilibrio Costante di equilibrio nei sistemi omogenei Kc, Kp, Kᵪ e loro relazione Fattori che influenzano l equilibrio chimico (temperatura, pressione, concentrazione) Quoziente di reazione e costante di equilibrio Equilibri ionici Equilibrio chimico nei sistemi eterogenei

2 COMPETENZE della ABILITA n. 2 Titolo: Acidi e basi Periodo: Ottobre-Novembre Essere in grado di applicare la teoria dell'equilibrio chimico per prevedere la reattività, l'influenza delle variabili operative e calcolare la composizione di un sistema. Essere in grado di applicare le norme sulla protezione ambientale e sulla sicurezza Saper utilizzare il lessico e la terminologia tecnica corretta. Laboratorio: Saper tarare un ph-metro. Saper calcolare le derivate. Saper ottenere i relativi grafici di titolazioni potenziometriche e saperli interpretare. Saper redigere una relazione di laboratorio. Acidi e basi: teoria di Arrhenius e di Bronsted-Lowry. Costante ionica dell'acqua (Kw). Il ph di soluzioni di acidi e basi forti Equilibri in soluzione acquosa. Acidi e basi deboli, costante di equilibrio (Ka e Kb). ph di soluzioni di acidi e basi deboli. Curve di titolazione acido debole-base forte (e viceversa) Laboratorio:Titolazioni potenziometriche di acidi e basi forti: curve di titolazione. Elaborazione grafica dei risultati Titolazioni potenziometriche di acidi e basi deboli: curve di titolazione. Elaborazione grafica dei risultati COMPETENZE della ABILITA n. 3 Titolo: I Sali e i sistemi poliprotici Periodo: Dicembre-Gennaio Essere in grado di applicare la teoria dell'equilibrio chimico per prevedere la reattività, l'influenza delle variabili operative e calcolare la composizione di un sistema. Essere in grado di applicare le norme sulla protezione ambientale e sulla sicurezza Saper utilizzare il lessico e la terminologia tecnica corretta. Laboratorio: Saper tarare un ph-metro. Saper calcolare le derivate. Saper ottenere i relativi grafici di titolazioni potenziometriche e saperli interpretare. Saper redigere una relazione di laboratorio. Il ph delle soluzioni di sali: idrolisi acida e basica. Il ph dei sistemi poliprotici Curve di titolazione relative a sistemi poliprotici Laboratorio:Titolazioni potenziometriche di acidi poliprotici e relative basi e di campioni commerciali: curve di titolazione.elaborazione grafica dei risultati Sali che danno idrolisi. Preparazione di soluzioni a ph definito 2

3 COMPETENZE della ABILITA n. 4 Titolo: Potenziometria Periodo: Febbraio Saper utilizzare il lessico e la terminologia tecnica corretta. Conoscere i principi teorici alle base del fenomeno di ossidoriduzione. Conoscere e applicare l equazione di Nernst. Saper descrivere i principali elettrodi utilizzati per la misurazione della potenziale e- lettrochimico. Essere in grado di applicare la teoria dell'equilibrio chimico per prevedere la reattività. Definire e applicare la sequenza operativa del Impostare e risolvere problemi relativi a calcoli Saper utilizzare un foglio di Excel per la raccolta ed elaborazione dati. Elettrodi e potenziale di elettrodo. Classificazione degli elettrodi. Calcolo dei potenziali di elettrodo: legge di Nernst. Polarizzazione degli elettrodi. Celle galvaniche o pile. Potenziali standard di ossidoriduzione. Tensione pratica (ddp) di una pila. Calcolo della tensione teorica (f.e.m.) di una pila. Alcuni tipi di pile. Elettrodi di riferimento: elettrodo a calomelano, elettrodo ad argento/cloruro d'argento, elettrodo a mercurio/solfato di mercurio (II). Elettrodi per la misura del ph: elettrodo a vetro, elettrodi ionoselettivi, elettrodi gas selettivi 3

4 COMPETENZE della ABILITA n. 5 Titolo: Conduttimetria Periodo: Marzo Saper utilizzare il lessico e la terminologia tecnica corretta. Saper utilizzare un foglio di Excel per la raccolta ed elaborazione dati. Conducibilità elettrica delle soluzioni; conducibilità equivalente e legge di Kohlrausch, equazione di Osanger, numeri di trasporto, conduttimetri, celle conduttimetriche; determinazione della costante di cella; titolazioni conduttimetriche; costruzione da dati sperimentali delle curve di titolazione in relazione alla k e. 4

5 COMPETENZE della ABILITA n. 6 Titolo: spettrofotometria IR Nucleo fondante: interazione luce-materia Periodo: Aprile P7 essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie, nel contesto culturale e sociale in cui sono applicate Saper utilizzare il lessico e la terminologia tecnica corretta. Saper descrivere i livelli energetici e le configurazioni elettroniche di atomi e molecole. Saper correlare gruppi funzionali organici agli assorbimenti specifici del campo spettrale. Saper preparare correttamente il campione per l analisi. Saper desumere la struttura molecolare dalla lettura dello spettro. Campo spettrale radiazione elettromagnetica; assorbimento della radiazione, assorbimento delle molecole; assorbimento nell IR: modello classico e modello quantistico delle molecole; vibrazioni molecolari; spettri IR: parametri caratteristici schema a blocchi dello strumento, trasformata di Fourier; tecniche preparazione del campione; interpretazione degli spettri. 5

6 COMPETENZE della ABILITA n. 7 Titolo: Metodi Spettrofotometrici Nucleo fondante: interazione luce-materia Periodo: da Aprile a Maggio P7 essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie, nel contesto culturale e sociale in cui sono applicate Saper utilizzare il lessico e la terminologia tecnica corretta. Conoscere e saper applicare la legge di Lambert-Beer. Saper descrivere i componenti e saper riprodurre lo schema a blocchi di uno spettrofotometro UV- Vis e AAS. Essere in grado di applicare la teoria della luce per prevedere la reattività, l'influenza delle variabili operative e descriverne lo spettro di assorbimento o le righe di assorbimento. Progettare l esecuzione di una retta di taratura nota la sensibilità della tecnica ed utilizzarla nell'analisi quantitativa. Principi dell'uv/vis, parametri caratteristici delle onde elettromagnetiche (lunghezza, frquenza, numero d'onda, periodo, velocità). Spettri in UV-VIS: transizioni σ σ* π π* n π* con descrizione degli orbitali di tipo normale ed asteriscato. Analisi qualitativa e quantitativa (metodo della retta di taratura e dell'aggiunta multipla) Effetto batocromo (red shift) ed ipsocromo. Ripasso di tutte le cause di deviazione dalla legge di Lambert Beer (fisiche, chimiche, strumentali) Sorgenti (lampada a tungsteno, a tungsteno/alogeno, lampade a D2 o H2), monocromatori (filtri, reticoli, prismi), rivelatori (fototubi, tubi fotomoltiplicatori, fotodiodi). Descrizione diodo (giunzioni p/n, polarizzazione diretta ed inversa). Strumenti monoraggio e doppio raggio. Principi dell'aas: spettri di assorbimento atomico, cause di allargamento delle righe spettrali legge di correlazione fra l'assorbimento atomico e la concentrazione sorgenti (lampade a catodo cavo mono e multielementi)sistemi di atomizzazione (a fiamma, fornetto di grafite), tipi di fiamma più utilizzati (ariaacetilene, aria idrogeno, protossido di azotoacetilene),programmazione di temperatura nel fornetto di grafite, sistemi a vapori freddi ed a idruri volatili monocromatori rivelatori e sistemi di lettura dei segnali, interferenze non spettrali (fisiche, chimiche, da ionizzazione) e spettrali. Sistemi di correzione dell'assorbimento di fondo con il metodo delle linee, sistema a sorgente continua, effetto Zeeman Analisi quantitativa. 6

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