Spettrofotometria di emissione X. Sistemi di fluorescenza X a dispersione di energia e a dispersione di lunghezza d'onda. Contatori X. ApplicazioniTecniche di separazione HPLC, IC, SFC, SEC. Caratteristiche, prestazioni, detector, applicazioni. Rivelatori in Trasformata di Fourier.Elettroseparazioni. Elettroforesi su gel e capillare. Caratteristiche, prestazioni, detector, applicazioni.Tecniche in Flow Injection Analysis. Caratteristiche, prestazioni, detector, applicazioni
Conoscenze: Completamento delle conoscenze su caratteristiche, prestazioni e applicazioni delle tecniche analitiche più utilizzate. Il corso amplia la tipologia delle tecniche analitiche gia' descritte nel corso di Chimica Analitica II ed introduce nuove metodologie utilizzate nel campo dell'analisi chimica strumentale.
Competenze acquisite Il corso e' finalizzato a completare le conoscenze delle metodologie piu' diffuse per l'analisi chimica strumentale applicata a differenti campi di interesse, con particolare riguardo allo studio dei sistemi ambientali e al monitoraggio e controllo della contaminazione antropica. In particolare, il corso integra e amplia la conoscenza delle metodologie analitiche nei seguenti campi: spettrofotometria (fluorescenza X – strumenti in Trasformata di Fourier), cromatografia (HPLC, IC, SFC, SEC), elettroseparazioni (elettroforesi su piastra e capillare), Flow Injection Analysis.
Capacita’ acquisite al termine del corso: Insieme al corso di Chimica Analitica II, questo corso permette una conoscenza di base della maggior parte delle tecniche utilizzate per l'analisi di componenti chimici in matrici reali, con l'esclusione delle tecniche elettrochimiche. La conoscenza di tali tecniche e' propedeutica all'attivita' di laboratorio nel corso di Chim. Anal. Amb. I + Lab – Laurea Magistrale in Scienze Chimiche.
Prerequisiti
Corsi raccomandati: Chimica Analitica II
Metodi Didattici
Numero di ore totali del corso: 150
Numero di ore per studio personale e altre attivita’ formative di tipo individuale:
Numero di ore relative alle attivita’ in aula: 54
Altre Informazioni
Orario di ricevimento
Disponibilità all’interno dell’usuale orario di lavoro in Dipartimento (9:00-18:00) compatibilmente con gli impegni del docente e, possibilmente, previo contatto telefonico (tel. 055 457 3252/3381) o per posta elettronica (roberto.udisti@unifi.it)
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale
Programma del corso
Principi generali di spettrometria X. Sorgenti di raggi X. Spettri X. Fondo di radiazione continua e spettri di righe. Righe di emissione X delle serie K, L, M. Legge di Duane-Hunt. Relazione di Moseley. Assorbimento di raggi X. Diffrazione dei raggi X. Legge di Bragg. Cristalli di diffrazione e loro caratteristiche. Schemi strumentali di monocromatori a doppio goniometro. Rivelatori per raggi X. Rivelatori a gas. Contatori proporzionali e contatori Geiger. Rivelatori a scintillazione e a fotoconduzione. La fluorescenza X. Sistemi a dispersione di lunghezza d’onda e a dispersione di energia. Cenni all’uso di strumentazione avanzata di spettroscopia X: SEM-EDX, PIXE.Tecniche cromatografiche di separazione con fase mobile liquida: adsorbimento, ripartizione, scambio ionico ed esclusione dimensionale.High Performance Liquid Chromatography (HPLC): principi di scambio, schemi strumentali, esempi ed applicazioni. Separazioni isocratiche e sistemi in gradiente di concentrazione e/o composizione a bassa e alta pressione. Sistemi di pompaggio e di iniezione per HPLC. Cromatografia in fase legata diretta ed inversa. Tipi di riempimento per colonne HPLC. Eluenti per HPLC di ripartizione a fase diretta e a fase inversa. Uso di silossani nella fase inversa legata: metil-, ottil- e ottadecil-silossano (colonne C1, C8 e C18). Indice di polarita’ di Snyder. Esempi di separazioni in HPLC. Gradienti di concentrazione lineari e non lineari. Separazioni con tecniche a step. Rivelatori per HPLC: conducibilita’ ionica, spettrofotometria di assorbimento molecolare, fluorescenza. Rivelatori rifrattometrici. Detector evaporativi a diffusione di luce laser (ELSD). Detector voltamperometrici.Cromatografia ionica. Principi della separazione cromatografica per scambio ionico. Coefficiente di selettivita’. Equilibri di scambio anionico e cationico. Schema strumentale di un cromatografo ionico.Resine a scambio ionico:macroporose, microporose, pellicolari. Resine a base di polistirene-divinilbenzene. Gruppi funzionali per resine a scambio anionico e cationico. Separazioni per cromatografia ionica con tecniche isocratica, in gradiente e a step. Uso di soppressori di conducibilita’ in cromatografia ionica. Eluenti di uso piu’ comune in cromatografia ionica a soppressione della conducibilita’ di fondo. Analisi di ultra-tracce in cromatografia ionica. Uso di loop o pre-concentratori per l’iniezione del campione. Rivelatori in cromatografia ionica. Generalita’ dei rivelatori conduttometrici. Detector elettrochimici: sistemi polarografici, amperometrici, voltammetrici e coulombometrici. Detector spettrofotometrici UV-Vis. Sistemi di derivatizzazione post-colonna. Determinazione di metalli pesanti con PAR.Cromatografia ad esclusione dimensionale (SEC). Principi e caratteristiche. Limite di esclusione. Limite di permeazione. Gel-filtration chromatography e gel-permeation chromatography. Prestazioni ed applicazioni della SEC. Esempi di cromatogrammi.Cromatografia in fase supercritica (SFC). Caratteristiche, prestazioni e applicazioni. Fase mobile in SFC. Concetti di temperatura critica, pressione critica e punto critico. Uso di CO2, N2O, NH3, n-butano. Applicazione: separazione e determinazione di idrocarburi policiclici aromatici (IPA). Rivelatori FID e accoppiamento con rivelatori GC-MS. Rivelatori spettrofotometrici, spettrofluorimetrici e termo-ionici. Confronto tra sistemi SFC-GC-HPLC.Elettroseparazioni. Principi e caratteristiche delle separazioni elettroforetiche. Velocita’ media di migrazione. Effetto della temperatura e fenomeni di trasporto per convezione. Elettroforesi in matrici polimeriche e in capillari. Effetto del pH. Separazione di proteine. Punto isoelettrico. Elettroforesi in matrice di gel. Analisi di proteine e di frammenti di DNA e RNA (cenni).Elettrofocalizzazione. Uso di gel discontinui e a gradiente di poro. Rivelazione delle bande di migrazione in Gel-EF. Immobilizzazione per ibridazione. Focalizzazione iso-elettrica. Elettroforesi capillare: principi e caratteristiche.Flusso elettro-osmotico. Separazione contemporanea di anioni e cationi.Cromatografia capillare elettrocinetica micellare.Strumentazione in trasformata di Fourier. Principi del metodo. Sistemi multiplex. Spettri nel dominio delle frequenze e nel dominio dei tempi. Battimenti. Interferometro di Michelson. Detector a radiazione di risonanza di ciclotrone ionica. Schemi di detector in trasformata di Fourier per la spettrofotometria IR.Tecniche in Flow Injection Analysis (FIA). Principi del metodo. Applicazioni. Esempi di operazioni automatizzabili. Schemi dei processi. Sistemi steady-state e transienti. Dispersione controllata della banda del campione nei sistemi FIA. Tempo di ritardo. Tempo a mezza altezza. Sistemi FIA ad un solo canale e multi-canale. Esempi. Sistemi FIA a due canali. Aggiunta di un reattivo. Diffusione assiale e longitudinale. Flusso laminare e turbolento. Sistemi di mescolamento campione/reattivo: tubi a spirale e a nodi, reattori a stringa, camere di miscelazione. Schemi strumentali, caratteristiche, prestazioni e applicazioni. La risoluzione dei picchi in sistemi semplici FIA.