Corso di Laurea in Biotecnologie

Chimica Analitica

Analytical Chemistry

Anno accademico 2023/2024

Sommario insegnamento

• Obiettivi formativi
• Risultati dell'apprendimento attesi
• Programma
• Modalità di insegnamento
• Modalità di verifica dell'apprendimento
• Attività di supporto
• Testi consigliati e bibliografia
• Strumenti didattici
• Scheda del corso

Obiettivi formativi

L’insegnamento, che appartiene all’area delle attività caratterizzanti (disciplina biotecnologica con finalità specifiche: chimiche e farmaceutiche) si pone come obiettivo la comprensione dei principi base della chimica analitica, ovvero la differenziazione tra metodi assoluti e comparativi, e tra analisi quantitativa e qualitativa, la trattazione dell’equilibrio chimico, l’apprendimento di tecniche analitiche classiche e strumentali e la loro applicazione in un laboratorio biochimo-clinico.

Obiettivo è di fornire agli student* gli strumenti per la comprensione dei principi della chimica analitica e della loro applicabilità in campo biochimico e biofarmaceutico.

Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine dell’insegnamento gli student* saranno in grado di:

• comprendere l’importanza dei concetti fondamentali della chimica analitica (l’equilibrio chimico nell’indagine analitica)
• conoscere e sapere quando utilizzare le tecniche analitiche illustrate (metodi classici e strumentali)
• comprendere il valore delle tecniche analitiche per affrontare problematiche biochimiche, biotecnologiche e biofarmaceutiche
• valutare in modo critico i risultati sperimentali riportati in letteratura e discussi durante le esercitazioni (autonomia di giudizio)
• utilizzare la terminologia analitica corretta (abilità comunicativa)

Programma

Il programma è suddiviso in due macro-sezioni.

1) Principi base

• Definizione dei concetti di base e scopi della chimica analitica
• Strumenti di base del laboratorio analitico
• Classificazione dei metodi analitici: analisi qualitativa e quantitativa, metodi di analisi classici e strumentali, metodi assoluti e comparativi
• Trattazione quantitativa dell’equilibrio chimico per le reazioni acido/base
• Diagrammi di distribuzione delle specie

2) Metodi analitici

• Gravimetria
• Volumetria (titolazioni di neutralizzazione, complessometriche, redox)
• Classificazione dei metodi analitici strumentali
• Tecniche di quantificazione per metodi comparativi
• Sensibilità e linearità. Precisione ed accuratezza
• Misura potenziometrica del pH
• Tecniche analitiche spettroscopiche: aspetti fondamentali dell’interazione radiazione-materia (breve descrizione necessaria ad introdurre le tecniche analitiche), strumenti di spettroscopia ottica molecolare. Spettrofotometria UV-visibile, spettrofluorimetria, chemiluminescenza e bioluminescenza
• Metodi di separazione: estrazione con solventi, estrazioni in fase solida e preconcentrazione
• Tecniche analitiche separative: principi delle separazioni cromatografiche. Cromatografia liquida: di ripartizione, di adsorbimento, di scambio ionico, di esclusione dimensionale e di affinità. Gas cromatografia
• Spettrometria di massa e applicazioni della tecnica

Modalità di insegnamento

L’insegnamento si articola in 40 ore di lezione frontale, che prevedono interazione tra student* e docente. Verranno assegnati degli esercizi di chimica analitica classica e strumentale da svolgere a casa prima della lezione successiva e insieme in presenza verranno valutati ed esposti i problemi riscontrati. Verranno anche assegnati articoli di bibliografia da leggere a casa per discutere quindi i risultati ottenuti e le metodiche utilizzate insieme in aula in presenza. Per ogni macro-sezione verranno proposti agli student* degli articoli bibliografici da leggere e commentare criticamente in aula insieme alla docente. L’analisi degli articoli in oggetto verrà: corretta dalla docente, autovalutata dall* student* a seguito di chiavi di correzione fornite dalla docente, e valutata tra pari con le suddette chiavi di correzione. Per la discussione degli articoli bibliografici verranno formati dei piccoli gruppi di student* per la valutazione tra pari dei risultati ottenuti e discussione finale con la docente e gli altri gruppi.

Durante le lezioni frontali gli student* saranno sollecitati ad usare App come Mentimeter, Kahoot o simili, per rispondere a brevi domande poste dalla docente. Utilizzando questo metodo si potranno evidenziare e risolvere insieme eventuali problematiche di apprendimento.

Il corso in piattaforma accoglie il materiale delle lezioni (slides e video quando presenti), gli esercizi e gli articoli di bibliografia proposti per le lezioni, la risoluzione spiegata passo per passo degli esercizi assegnati e una analisi critica della docente degli articoli bibliografici proposti durante le lezioni.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame si articola in una prova scritta della durata totale di 1 ora e 45 minuti.

La prova sarà così strutturata: prima parte per la risoluzione di due esercizi di chimica analitica della durata di 30 minuti. Ogni esercizio ha valore di 3,5 punti. Immediatamente dopo ci sarà la correzione da parte della docente. Solo gli student* che svolgeranno almeno un esercizio corretto potranno accedere alla seconda parte della prova. La seconda parte consiste in 19 domande brevi (anche a risposta multipla) a cui viene assegnato il punteggio i 0-0,5-1 punto ciascuna, e tre domande a risposta aperta più elaborate a cui viene assegnato il punteggio di 3 punti ciascuna. Il tempo per la seconda prova è di 1 ora e 15 minuti. Punti totali: 35.

Il punteggio finale sarà dato dalla somma dei punteggi parziali. Qualora l* student* ritenesse opportuno sostenere una prova orale (facoltativa) per aumentare il punteggio acquisito nella prova scritta, può richiederla alla docente. Se a seguito di prova orale il punteggio dovesse risultare inferiore a quello ottenuto durante la prova scritta, l* student* può: o accettare il precedente voto della prova scritta, o sostenere nuovamente la prova orale (due opportunità) entro 12 mesi dalla prova scritta, o rifiutare il voto e sostenere nuovamente la prova scritta.

Per uno svolgimento completo, corretto e approfondito (> 32 punti complessivi) può essere conferita la lode. 

Attività di supporto

Sulla piattaforma è possibile trovare degli esercizi (base e articolati) con le soluzioni. Sono anche presenti articoli di bibliografia in cui vengono sottolineati i passi più importanti, le tecniche utilizzate e viene proposta un’analisi critica dei risultati ottenuti.

La docente è disponibile a ricevere gli student* su appuntamento per il chiarimento di dubbi individuali. Sulla piattaforma è possibile porre domande (anche in forma anonima) direttamente alla docente utilizzando la sezione forum.

Tutto il materiale utile all’insegnamento e proposto a lezione è disponibile sulla piattaforma online.

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