Chimica analitica - Prof. Manuel Sergi - a.a. 2022/2023
Biotecnologie - 2° anno
ATTENZIONE: i contenuti di questo corso sono relativi all'anno accademico 2022/2023
Topic outline
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Curriculum Vitae Manuel SERGITel 0861/266949
Fax 0861/266915
E-mail msergi@unite.it
2015-oggi Professore Associato di Chimica Analitica (SSD: CHIM/01)
2006-2015 Ricercatore Confermato di Chimica Analitica (SSD: CHIM/01)
Principali attività e responsabilità
Titolare degli insegnamenti di Chimica Analitica (Corso di Laurea in Biotecnologie).Vice-Preside della Facoltà di Bioscienze e Tecnologie Agro-Alimentari e Ambientali.
Responsabile del Laboratorio di Spettrometria di Massa della Facoltà di Bioscienze.
Responsabile del Gruppo di Ricerca sulla “Determinazione di droghe d’abuso in matrici biologiche”
Autore di 91 pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali (con referee), 3 capitoli su libri, oltre 100 pubblicazioni di atti di convegni (proceedings). H index= 27, con oltre 1900 citazioni (Scopus).Una quota consistente dell’attività di ricerca ha riguardato negli ultimi 15 anni lo sviluppo di metodi analitici mediante HPLC-MS/MS per la determinazione di analiti di interesse nei campi della sicurezza alimentare, bioanalitica, tossicologia forense.
Partecipa a numerosi progetti di ricerca Nazionali e Internazionali su tematiche relative allo sviluppo di metodi analitici innovativi basati su tecniche di cromatografia liquida accoppiata alla spettrometria di massa tandem (LC-MS/MS) nel campo della sicurezza alimentare e tossicologia forense.INFO SUL CORSO
OBIETTIVI GENERALI DEL CORSO- Conoscenza e capacità di comprensione: Il corso si propone di fornire le conoscenze per comprendere le varie fasi dello sviluppo ed applicazione di metodi analitici per lo studio dei sistemi complessi in particolare nel settore agroalimentare e biomedico con particolare riferimento a tecniche volumetriche, spettrofotometriche e cromatografiche.
Sono necessarie conoscenze pregresse da parte dello studente come concetti di matematica/statistica di base quali funzioni lineari e logaritmiche e concetto di probabilità, insieme alle conoscenze di base di chimica generale ed organica acquisite nei corsi precedenti. Uso di un foglio di lavoro Excel (o simile) per l’elaborazione dei dati acquisito nel corso di Informatica. - Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze sulla espressione del dato per qualsiasi tipo di misura sperimentale e metodo analitico. Sarà in grado di comprendere ed effettuare semplici analisi volumetriche e cromatografiche, misure spettrofotometriche usando un protocollo di lavoro.
- Autonomia di giudizio: Lo studente sarà in grado di interpretare i dati ottenuti mediante le tecniche studiate in funzione delle loro proprietà e limitazioni. In particolare sarà capace, per le tecniche studiate, di valutare l’effettiva qualità del dato analitico (accuratezza, robustezza) in base alla procedura di misurazione (p.es mediante calibrazione o aggiunte standard) e al controllo del metodo. Questo consentirà di prendere decisioni adeguate durante l’attività professionale.
- Abilità comunicative: La discussione delle attività di laboratorio svolte avverrà sia collettivamente sia individualmente. Lo studente dovrà presentare i dati ottenuti su foglio Excel; ciò consentirà un uso appropriato dei fogli di lavoro estendibile a qualsiasi altra attività professionale che utilizzi tale mezzo.
- Capacità di apprendimento: Alla fine del corso lo studente sarà in grado di affrontare con maggiore facilità lo studio e la comprensione di tecniche analitiche basate su concetti chimico/fisici e strumentazione più complessa (cromatografia, tecniche ifenate, etc…) che saranno in parte affrontati in altri corsi del triennio (es. Metodologie Biochimiche) in maniera complementare. Tali tecniche sono di notevole importanza nel settore biotecnologico e oggetto di studio in molti corsi di laurea magistrale nel settore.
PREREQUISITI E PROPEDEUTICITA'- Prerequisiti: Conoscenze di Chimica Generale e Chimica Organica.
Basi di matematica (compresi concetti di studio di funzione e calcoli logaritmici), di fisica (concetti base della fisica newtoniana e dell'elettromagnetismo) e di statistica (es. deviazione standard). - Propedeuticità: Corso monodisciplinare. Non sono previste propedeuticità.
UNITA' DIDATTICA 1: Principi generali e tecniche di base
Introduzione alla Chimica Analitica, ruolo della chimica analitica, il procedimento analitico, campi di applicazione. Espressione del dato analitico.
Statistica L'errore in Chimica Analitica: errore casuale, errore sistematico, accuratezza, precisione, deviazione standard. Procedure di validazione. Carte di controllo.
Analisi volumetrica Principi dell'analisi volumetrica, soluzioni standard e curve di titolazione, titolazioni acido-base, calcoli per la determinazione della curva di titolazione di acidi forti, deboli, poliprotici e di basi forti e deboli, teoria degli indicatori, determinazione del punto di equivalenza, diagrammi di neutralizzazione.
Equilibri in soluzione Eq. di precipitazione, prodotto di solubilità, effetto dello ione in comune. Coefficiente di attività e forza ionica, influenza della forza ionica sulla solubilità e la formazione dei precipitati. Precipitazione frazionata. Equilibri di complessazione; ligandi mono e polidentati; costanti di formazione.
Spettroscopia. Interazioni tra la radiazione elettromagnetica e materia. Transizioni rotazionali, vibrazionali elettroniche e di spin. Lo spettrofotometro, sorgenti di radiazioni, monocromatori, filtri, strumenti a singolo e doppio raggio. Spettroscopia IR, moti vibrazionali, bande di assorbimento, FTIR.
UNITA' DIDATTICA 2: Tecniche analitiche avanzate ed applicazioni
Spettroscopia atomica. Spettroscopia di emissione in fiamma, spettroscopia di assorbimento atomico, spettroscopia di emissione a plasma.
Spettrometria. Spettrometria di massa (MS): principi e strumentazioni. Sorgenti di ioni, analizzatori, modalità di acquisizione. Applicazioni. Spettrometria di risonanza magnetica nucleare (NMR).
Potenziometria. Potenziometria diretta, elettrodi potenziometrici, elettrodi di riferimento, elettrodi selettivi per ioni, classificazione, caratteristiche analitiche e principali applicazioni. Determinazione del pH; teoria dell'elettrodo indicatore a vetro, elettrodi a pH combinati, misura di pH, procedura di calibrazione, fonti di errore.
Cromatografia. Tecniche di separazione. Fasi mobili, fasi stazionarie. Coefficiente di distribuzione, piatto teorico. Fattore di capacità, selettività. Geometria del picco e efficienza. Variabili che influenzano l’efficienza di una colonna, equazione di Van Deemter. Tipologie di colonne cromatografiche e strumentazioni per cromatografia in fase gassosa (GC) ed in fase liquida (HPLC-UHPLC). Principali rivelatori GC e HPLC. Accoppiamento con spettrometria di massa: principi ed applicazioni.
Campioni reali Preparazione del campione: matrici ed interferenti. Cenni sulle principali tecniche estrattive (LLE, LSE, SPE, MSPD).
Applicazioni delle tecniche analitiche: sicurezza alimentare, tossicologia forense, proteomica.
LEZIONI SETTIMANALI
Ricevimento mercoledì 14.00-16-00
LIBRI DI TESTO
Fondamenti di Chimica Analitica- Autore: Skoog, West, Holler
- Edizione: Edises
PROVE INTERMEDIE
PROVA INTERMEDIA 1- Unità didattica di riferimento: 1
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- Tipologia di prova: test a risposta multipla
PROVA INTERMEDIA 1- Unità didattica di riferimento: 2
- Data:
- Tipologia di prova: test a risposta multipla
MODALITA' DI VALUTAZIONE
L'esame è costituito da una prova scritta e da colloquio orale. Sono previste 2 prove in itinere, che possono sostituire la prova scritta, con lo scopo di permettere allo studente di verificare la propria preparazione durante lo svolgimento del corso. - Conoscenza e capacità di comprensione: Il corso si propone di fornire le conoscenze per comprendere le varie fasi dello sviluppo ed applicazione di metodi analitici per lo studio dei sistemi complessi in particolare nel settore agroalimentare e biomedico con particolare riferimento a tecniche volumetriche, spettrofotometriche e cromatografiche.
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