“La Chimica Analitica è una disciplina scientifica chesviluppa ed applica metodi, strumenti e metodologie perottenere informazioni sulla natura e sulla composizione dellamateria.”

QUALITATIVA

Chimica Analitica

QUANTITATIVA

Cos’è ????

Come è fatto ????

CAMPIONE

Contiene l’oggetto della mia analisi,

l’ANALITA

L’analisi QUANTITATIVA prevede DUE MISURE:

(1) Quanto campione di partenza ho (misura della sua MASSA o del suo VOLUME)

(2) Quanto analita c’è nel campione

Quanto più SIA (1) che (2) sono misure precise tanto più losarà la mia analisi nel complesso

STADI di una analisi QUANTITATIVA

Stadi di un’analisi

1) Definizione del problemaQuanto campione avrò a disposizione? E’ stabile?

In che stato fisico si trova? – Come lo trasporto?

Quanti campioni separati voglio analizzare e quanto costa ciascuna analisi?

SCELTA DEL METODO ANALITICO E DEL TIPO DI ANALISI

LIVELLO DI PRECISIONELIMITE DI RILEVABILITA’

Reazione Chimica VELOCE e QUANTITATIVA

INTERFERENTI? Se sì, eliminarli? Valutarli?

STADI di una analisi QUANTITATIVA

1) Definizione del problema

2) Campionamento

Il campione deve essere:

SIGNIFICATIVO per il problema da studiare

RAPPRESENTATIVO del tutto studiato

Decido un PIANO DI CAMPIONAMENTO

Il campione deve essere stabile (allontanamento sorgenti di instabilità)

Stadi di un’analisi

STADI di una analisi QUANTITATIVA

1) Definizione del problema

2) Campionamento

3) Misura quantità di campione

PESO : Bilancia ANALITICA (> 0.1mg)

Bilancia TECNICA (>0.1g)

VOLUME :

SI SI +

Stadi di un’analisi

STADI di una analisi QUANTITATIVA

1) Definizione del problema

2) Campionamento

3) Misura quantità di campione

4) Trattamento/preparazione del campione

Omogeneizzazione - Solubilizzazione

Allontanamento Interferenti

Concentrazione - Diluizione

Stadi di un’analisi

STADI di una analisi QUANTITATIVA

1) Definizione del problema

2) Campionamento

3) Misura quantità di campione

4) Trattamento/preparazione del campione

5) MISURA dell’ANALITA nel campione

MISURA di una certa grandezza fisica legata in modo semplice e noto alla quantità di quella specie che è l’oggetto della mia analisi (ANALITA)

Stadi di un’analisi

5) MISURA dell’ANALITA nel campione

Grandezza fisica misurata Metodo

MASSA GRAVIMETRIA

VOLUME VOLUMETRIA

PROPRIETA’ ELETTRICA ELETTROANALISI

LUCE SPETTROSCOPIA (METODI OTTICI)

Metodi classici: SEMPLICI (facili da usare anche per operatori meno esperti)

ACCURATI e contemporaneamente POCO COSTOSIStadi di un’analisi

5) MISURA dell’ANALITA nel campione

CALIBRAZIONE

CA = k X dove k NON E’ NOTO A PRIORIMi faccio io soluzioni a C A NOTO (C1, C2, ..) e misuro per ciascuna X (X 1, X2,..)

CA

XX1 X2 X3 X4 X5

C1

C2

C3

C4

C5

RETTA DI CALIBRAZIONE

Pendenza = k

X?

C?

Stadi di un’analisi

Prendiamo A TITOLO DI ESEMPIO un caso molto semplice di legge che lega la grandezza che mi interessa (CA) al numero letto sullo strumento (X)

STADI di una analisi QUANTITATIVA

1) Definizione del problema

2) Campionamento

3) Misura quantità di campione

4) Trattamento/preparazione del campione

5) Misura dell’ANALITA nel campione

6) CALCOLO: Risultato finale e suo errore

PRECISIONE = Riproducibilità

ACCURATEZZA = Vicinanza col valore vero

Stadi di un’analisi

6) CALCOLO: Risultato finale e suo errore

Valore vero Preciso ma non

accurato

Valore vero Accurato ma non

preciso

Valore vero Nè accurato nè

preciso

Valore vero

Accurato e preciso

PRECISIONE = RiproducibilitàACCURATEZZA = Vicinanza col valore vero

Stadi di un’analisi

6) CALCOLO: Risultato finale e suo errore

Come faccio io a valutare l’ACCURATEZZA ?

Utilizzo uno STANDARD

Errore assoluto = Xottenuto - Xvero

Come si valuta invece la PRECISIONE?

m = media aritmetica delle n misure ripetute effettuate

X = m ± σStadi di un’analisi

1n

)mX(n

1i

2i

−

−=σ∑

=

6) CALCOLO: Risultato finale e suo errore

…..Attenzione alle CIFRE SIGNIFICATIVE !!!

0.203 3 cifre significative

0.2030 4 cifre significative

0.0203 3 cifre significative = 0.203 ×10-1

= 20.3 × 10-3

Stadi di un’analisi

Scrivere 13.0 mL è diverso dallo scrivere 13 mL !!

CAMPIONE in quantità NOTA che contiene l’ANALITA in quantità da determinare:

TITOLANDO

METODI VOLUMETRICI

Volumetria

Soluzione contenente un opportuno REAGENTE

CHIMICO : TITOLANTE

TITOLAZIONE : Procedura di analisi in cui determino la concentrazione incognita di una soluzione aggiungendovi una quantità CHIMICAMENTE EQUIVALENTE di titolante

Deve essere VELOCE e PRECISA

TITOLAZIONE : Procedura di analisi in cui aggiungo al titolando una quantità CHIMICAMENTE EQUIVALENTE di titolante

Volumetria

PUNTO FINALE della titolazione : LO DECIDO IO

PUNTO EQUIVALENTE della titolazione : QUELLO VERO

Come faccio io a determinare il PUNTO FINALE?

CAMBI NETTI ED APPREZZABILI DI:

GRANDEZZE OTTICHE (Colore)

GR. ELETTRICHE (f.e.m., potenziale, conducibilità)

Etc….

Usando un INDICATORE

Maggiore è la differenza tra punto finale (pratico) e punto equivalente (teorico vero) maggiore è l’errore commesso dall’operatore

Volumetria

METODI VOLUMETRICI

-Titolazioni acido-base (di neutralizzazione)

-Titolazioni di ossido-riduzione (“REDOX”)

-Titolazioni complessometriche

-Titolazioni di precipitazione

(a seconda del tipo di reazione chimica sulla quale si basano)

Volumetria

IL TITOLANTE: Soluzione di concentrazione MOLTO PRECISA

Se è una soluzione di uno STANDARD PRIMARIO:

Basta fare una PESATA ESATTA dello standard (alla b ilancia ANALITICA) e scioglierla in un volume NOTO di solve nte

Ottengo subito una soluzione a TITOLO NOTO

Se NON è una soluzione di uno STANDARD PRIMARIO:

Faccio una PESATA alla bilancia TECNICA e la sciolg o in volume APPROSSIMATIVAMENTE NOTO di solvente. Poi, per sape re il titolo di questa soluzione la titolo con una soluzione di uno standard primario

Occorre una STANDARDIZZAZIONE

Cosa è uno STANDARD PRIMARIO?

Volumetria

SOSTANZA:

-STABILE (CO2, O2, H2O, luce)

-PURA

-NON VOLATILE

-Peq ALTO

-(meglio se costa poco…)

pEQ = PM /n°H+ scambiati (per titolazioni ACIDO/BASE)

pEQ = PM /n°e- scambiati(per titolazioni REDOX)

pEQ = PM /n°partners legati(per formaz COMPLESSI)

…un ripasso…..

NORMALITA’ N = EQ/V(L) = (g/pEQ)/V(L)

MOLARITA’ M = moli/V(L) = g/PM/V(L)

pEQ = PM /n°H+ scambiati (per titolazioni ACIDO/BASE)

pEQ = PM /n°e- scambiati(per titolazioni REDOX)

pEQ = PM /n°partners legati(per formaz COMPLESSI)Esempio nel caso delle

reazioni ACIDO-BASE:

EQ = g/pEQ = g/(pM/n°H+) = (g×n°H+)/pM = moli×n°H+

Analogamente per reazioni REDOX:

E per reazioni di FORMAZIONE DI COMPLESSI:

N = M×n°H+

N = M×n°partners legati

N = M×n°e-

Volumetria

Al PUNTO EQUIVALENTE ho aggiunto una quantitàCHIMICAMENTE EQUIVALENTE di TITOLANTE alTITOLANDO (ANALITA)

A + T P

EQ (A) = EQ (T)pEQ = PM /n°H+ scambiati

pEQ = PM /n°e- scambiati

pEQ = PM /n°partners

EQ = g / PEQMoli = g / PM

EQ(A) = g(A) / PEQ (A)

EQ(T) = mL(T) × NT /1000

g(A)/PEQ(A) = mL(T) × NT /1000

mL(A) × NA/1000 = mL(T) × NT /1000