Chimica generale

1.Spiegare cosa si intende per validazione di un metodo analitico. Discutere i principali parametri

validazione metodo analitico

Validazione del metodo: dimostrare che la procedura analitica scelta è adatta allo scopo prefissato.

Per validazione di un metodo analitico si intendono una serie di procedure eseguite con lo scopo di

verificare la qualità e la corretta applicazione di un metodo analitico. I parametri da considerare nel metodo

analitico sono:

• l’accuratezza: rappresenta la vicinanza del valore riscontrato rispetto al valore di riferimento

accettato (valore vero);

• .la specificità: capacità di distinguere un analita da qualunque altro componente.

• la precisione: concordanza tra i risultati di prove indipendenti ottenute in condizioni concordate.

• Sensibilità: variazione della risposta strumentale rispetto alla variazione di concentrazione. Se ho

una serie di soluzioni a concentrazione nota e crescente, mi aspetto che all’aumentare della

concentrazione aumenti la risposta

• il limite di rilevabilità ( LOD) che è il limite più basso a cui il mio strumento risponde alla presenza

dell’analita, quindi è la più bassa concentrazione di analita che può essere rilevata;

• il limite di quantificazione (LOQ) : ossia la più bassa concentrazione dell’analita che può essere

determinata quantitativamente con precisione

• .la linearità e l’intervallo di linearità: ossia l’abilità di un metodo analitico di dare risultati che sono

direttamente proporzionali alla concentrazione degli analiti nei campioni all’interno di un

determinato campo di validità;

• la riproducibilità : il metodo deve poter produrre gli stessi risultati anche quando vengono cambiate

una o più (es. laboratori diversi, tempi diversi, strumento di misura diverso)

• la ripetibilità che è la concordanza tra risultati di prova indipendenti ottenuti con lo stesso metodo

su materiali identici, nello stesso laboratorio dallo stesso operatore, usando la stessa

apparecchiatura in intervalli di tempo brevi, cambia solo il lasso di tempo

• la robustezza che è l’insensibilità a piccole variazioni dei parametri sperimentali.

• precisione: concordanza tra i risulati di prove diverse indipendenti l’una dall’altra ma eseguite in

condizioni concordate.

2.Descrivere la procedura di diluizione. Indicare qual è la relazione tra concentrazione (iniziale e finale)

della soluzione e dopo la diluizione.

Le diluizioni servono per ottenere delle concentrazioni di campioni specifiche e si preparano a partire dalla

soluzione madre. Per preparare le diluizioni si prende prima di tutto una quantità nota della soluzione

madre che viene versata in un secondo recipiente il quale verrà poi portato a volume aggiungendo altro

solvente in modo da ottenere una soluzione più diluita. Esiste un rapporto tra le due soluzioni che

rappresenta il mezzo per effettuare tutti i calcoli. Se prendo un’aliquota della prima soluzione e la

trasferisco nel secondo recipiente, dove effettuerò la diluizione, il numero delle moli del mio soluto rimane

invariato. Infatti nella diluizione non aggiungo o tolgo soluto ma solamente aggiungo solvente ed il soluto

risulterà essere più diluito perché si troverà disperso in un ambiente più rarefatto rispetto a prima. Quindi

n1=n2, poiché C=n/V n=CV avrò che Ci Vi = Cf Vf, questa espressione ci serve per calcolare la

à

concentrazione finale di una soluzione dopo una diluizione; la quantità di solvente da aggiungere per

ottenere una certa concentrazione finale e la quantità di soluzione madre da prelevare (incognita Vi) da

diluire fino a un volume finale noto.

3.Quale tipo di vetreria si utilizza per trasferire volumi noti di soluzione?

Per trasferire volumi noti di soluzione si usa la pipetta. Molto utilizzate sono le pipette automatiche in cui si

imposta il volume di liquido che deve essere trasferito. Ogni pipetta presenta il suo volume. Ci sono pipette

a volume variabile e altre a volume fisso. Inoltre le pipette si possono dividere in due tipi: a svuotamento

totale o a svuotamento parziale. È di fondamentale importanza saper leggere una pipetta, durante la

lettura bisogna mettere il livello del liquido all’altezza degli occhi per evitare che si manifesti un errore

dovuto alla differenza di posizionamento tra il livello del liquido e il punto di osservazione.

4.Differenza tra diluizioni seriali e diluizioni parallele.

Una diluizione seriale consiste in una serie di diluizioni in cui ognuna è la ‘’madre’’ della successiva fino ad

arrivare alla diluizione che ci interessa. In una diluizione seriale parto da una soluzione madre e preparo

una prima soluzione per diluizione. Poi la soluzione appena preparata diventa la madre della successiva e

così via.Il problema di questo procedimento è che se commetto anche un minimo errore in uno dei

passaggi, questo errore si somma ad ogni diluizione.

Diluizione parallele: più soluzioni vengono preparate a partire dalla stessa madre. Di conseguenza c’è il

rischio di incorrere in meno errori, tuttavia il range di concentrazioni che posso sfruttare è molto più

limitato. (MANCA DILUIZIONI PARALLELE).

5.Discutere l’equazione di Van Deemter.

Descrive la curva di efficienza del sistema cromatografico

Mette in relazione l’altezza equivalente del piatto teorico e la velocità lineare

L’efficienza cromatografica nella risoluzione cromatografica è definita dal parametro H o altezza

equivalente del piatto teorico. Il parametro H non è un valore che rimane costante perché oltre a

dipendere dalle caratteristiche costruttive della colonna dipende dalla velocità della fase mobile v. la

relazione tra H e la velocità della fase mobile v è nota come equazione di Van Deemter (H = A + b/ v + c x

V). l’equazione dipende dalla somma di tre fattori indipendenti a,b,c ognuno dei quali ha una propria

funzione su di un grafico sperimentale. Il fattore a non dipende dalla velocità ma dal tipo e dalla qualità

dell’impacchettamento della colonna, in modo più specifico, deriva dai percorsi multipli che una sostanza

può percorrere all’interno di una colonna. Quindi se si vuole migliorare il fattore a, si deve ottimizzare

l’impacchettamento della colonna in modo che sia il più basso possibile. Il fattore b, prende il nome di

diffusione longitudinale perché descrive la diffusione delle molecole. Infatti, mano a mano che le molecole

scorrono nella fase mobile tendono a diffondere nelle fasi cromatografiche sino ad allargare la banda

cromatografica. Infine il fattore c, prende il nome di trasferimento di massa ed in questo caso la velocità di

diffusione è favorevole poiché aumenta la velocità di scambio delle molecole tra le sue fasi.

6.Nell’analisi volumetrica cosa si intende per titolazioni Acido-Base? neutralizzazione = concentrazione

à

incognita.

Ci si avvale di indicatori acido-base che si comportano come acidi o basi deboli. Sono indicatori di pH in

quanto il colore mostrato dipende dal fatto che: in ambiente acido l’equilibrio si sposta verso sinistra e

prevale il colore di Hln (forma dissociata). Abbiamo un punto equivalente in cui abbiamo un colore

intermedio. In ambiente basico l’equilibrio si sposta verso destra e prevale il colore di ln (forma dissociata).

Il cambiamento di colore dato dall’indicatore è detto viraggio. Il valore di pH per l quale avviene

cambiamento di colore è detto punto di viraggio. Questo cambiamento di colore si può cogliere all’interno

di un intervallo di 2 punti di pH. La titolazione acido-base si avvale di una tecnica detta di neutralizzazione

che permette di determinare la concentrazione incognita di una soluzione acida (o basica) (titolato),

aggiungendo una soluzione basica (o acida) a concentrazione nota (titolante)e misurandone il volume. Si

adotta la relazione: Ma x Va = Mb x Vb. Riportando in grafico il pH della soluzione in funzione dell’aggiunta

di titolante, si ottiene la curva di titolazione.

NEUTRALIZZAZIONE: REAZIONE TRA ACIDO E BASE CHE PORTA ALLA FORMAZIONE DI SALE E ACQUA.

INDICATORI ACIDO-BASE : sostanze organiche che si comportano come basi o acidi deboli e assumono

colori diversi in base al valore del ph. Sono utilizzati nelle titolazioni acido-base. il viraggio è il cambiamento

di colore che è determinato dall’indicatore.

Ogni indicatore di ph ha il proprio punto di viraggio ovvero quel punto al quale

avviene cambiamento di colore.

Se l’indicatore viene aggiunto ad una soluzione acida, l’equilibrio si sposterà verso

sinistra e il colore sarà rosso (perché la forma che prevale è Hln)

Se l’indicatore viene aggiunto ad una soluzione basica,l’equilibrio si sposterà verso

destra e prevale la forma ln- e quindi il colore blu

Quando le concentrazioni sono uguali si avrà un colore viole, ovvero un colore di

mezzo tra il blu e il rosso.

7.Le più comuni procedure di preparazione di una curva di calibrazione.

La curva di calibrazione ci serve per mettere in relazione il segnale strumentale con la

concentrazione di campioni standard a concentrazione nota. Questa relazione viene messa su un

grafico dal quale si può ricavare il valore della concentrazione di un campione a titolo incognito

(nelle Y metto il segnale analitico, la risposta al nostro strumento, in x la concentrazione). Le più

comuni procedure di preparazione di una curva di calibrazione sono 1.standard esterno che è la

calibrazione base dove vengono preparate soluzioni standard a concentrazione nota e crescente.

Questo tipo di calibrazione va bene se ci fidiamo molto della strumentazione che utilizziamo e va

bene per strumenti semplici e robusti. Richiede strumentazione analitica precisa e riproducibile

analisi dopo analisi. Altra procedura è 2.lo standard interno che è il tipo di calibrazione più preciso

(ma allo stesso tempo il più complicato). È utile in caso di strumentazione di matrici complesse.

Viene scelto uno standard interno opportuno (ovvero una sostanza affine all’analita, che si

comporta come il mio analita) il quale viene aggiunto alle soluzioni standard (con concentrazione

crescente) sempre nella medesima quantità. Lo strumento darà due picchi, uno per l’analita e uno

per lo standard interno. Noto che all’aumentare della concentrazione il picco dell’analita aumenta,

mentre il picco dello standard interno dovrà essere uguael. Calcolo quindi il rapporto tra la

concentrazione di standard analita e la concentrazione di standard interno.

Sul grafico avrò sulle Y il rapporto tra l’area del picco dell’analita diviso quello dello standard

interno e su x avrò rapporto tra la concentrazione dell’analita diviso la concentrazione dello

standard interno.

Come standard interno si utilizzano sostanze deuterate ovvero sintetizzate in laboratorio e non presenti in

natura (in modo da diminuire eventuali interferenze). Infine ultima procedura può essere.

3.aggiunte standard il cui metodo è un tipo di calibrazione che si usa molto spesso quando si ha una

matrice reale complessa contenente già il campione all’interno. Vengono addizionate quantità note e

crescenti di analita standard. Il