Il corso si propone di illustrare le principali tecniche analitiche strumentali utilizzabili per la determinazione quali-quantitativa dei componenti chimici su manufatti artistici o negli ambienti dove questi vengono conservati (inquinanti).

01 - Presentazione del corso. Il ruolo della chimica analitica nelle discipline umanistiche.

02 - Monitoraggio degli inquinanti pericolosi e analisi dei materiali. Concetti di analita, matrice, campione.

03 - La fasi dell'analisi chimica. Campionamento e preparazione del campione.

04 - Unità di misura in chimica analitica. I concetti di concentrazione e quantità assoluta. Incertezza: precisione e accuratezza nelle misure. Interferenze e contaminazioni.

05 - Strumenti per il campionamento.

06 - Analisi qualitativa e quantitativa. Calibrazione. Limiti di rivelabilità e quantificazione strumentali e del metodo.

07 - Obiettivi della preparazione del campione: purificazione e concentrazione utile all'analisi.

08 - Contaminanti ambientali pericolosi per il materiale storico artistico. Campionamento e determinazione dei contaminanti.

09 - Campionatori passivi ed attivi. Strumentazione portatile o fissa per la determinazione di NOx, SOx, ozono, idrocarburi, ecc.. Campionamento ed analisi delle polveri.

10 - Concetti di microscopia. La microscopia ottica e quella elettronica. Potere di risoluzione. Microscopio elettronico a trasmissione e a scansione. Preparazione dei campioni.

11 - Componenti principali di un microscopio elettronico e funzionamento. La microanalisi e principi di funzionamento.

12 - Principi di spettroscopia. La radiazione elettromagnetica.

13 - Principi di assorbimento ed emissione atomica e molecolare. Livelli energetici elettronici, rotazionali e vibrazionali.

14 - Assorbanza e trasmittanza. Legge di Lambert-Beer. Spettri di assorbimento ed emissione.

15 - Schema di uno spettrofotometro di assorbimento molecolare. Sorgenti nella spettrofotometria di assorbimento molecolare. Selettori di lunghezze d'onda: reticoli e prismi. Rivelatori per spettrofotometria. Spettrofotometri a singolo e doppio raggio.

16 - Fluorescenza e resa quantica di fluorescenza. Molecole fluorescenti. Schema di uno spettrofotometro per l'analisi in fluorescenza.

17 - Assorbimento ed emissione atomica. ICP-MS.

18 - Tecniche XRF. Laser ablation. Analisi isotopica. Attivazione neutronica. Spettroscopia PIXE e PIGE. Tecniche di analisi superficiale.

19 - Applicazioni all'analisi dei beni culturali.

20 - Spettroscopia IR e Raman.

21 - Diffrattometria a raggi X.

22 - Introduzione alle tecniche cromatografiche. Il processo cromatografico. Meccanismi di separazione. Coefficiente di ripartizione. Risoluzione cromatografica.

23 - Gas cromatografia.

24 - Schema e parti che costituiscono un gascromatografo. Colonne gascromatografiche. Iniettori. Rivelatore FID ed ECD. Concetto di programmata di temperatura.

25 - Cromatografia liquida. Schema e parti che costituiscono un cromatografo liquido. Colonne per cromatografia liquida. Iniettori. Rivelatore UV-Vis ed elettrochimico. Concetto di gradiente di eluizione.

26 - Applicazioni della gas cromatografia e della cromatografia liquida nell'analisi dei beni culturali.

27 - Cromatografia a scambio ionico. Principi generali.

28 - Scambio anionico e scambio cationico. Il rivelatore elettrochimico. Il concetto di soppressione dell'eluente e tipi di soppressori. Applicazioni della cromatografia ionica nei beni culturali.

29 - Principi di spettrometria di massa. Le tecniche di ionizzazione. La ionizzazione elettronica. La frammentazione. Sorgente, analizzatore e rivelatore. Lo spettro di massa. La risoluzione mass-spettrometrica. GC-MS.

30 - Analisi in Scan e in Selected Ion Monitoring.

31 - Applicazioni dell'analisi GC-MS ai campioni dei Beni Culturali.

32 - LC-MS. Ionizzazione electrospray e Matrix Assisted Laser Desorption Ionization.

Conoscenza e capacità di comprensione. Lo studente dovrà conoscere le principali tecniche analitiche disponibili per la determinazione quali-quantitativa dei componenti che costituiscono i manufatti artistici: tele, colori, minerali, metalli, vetri, ecc. Dovrà avere anche conoscenze su quali sono e come vengono determinate le sostanze più pericolose per le opere eventualmente presenti negli ambienti in cui esse vengono conservate. Lo studente dovrà comprendere le tecniche disponibili per il campionamento, la conservazione e l'analisi quali-quantitativa dei componenti chimici e come applicarle ai campioni reali. Lo studente dovrà essere in grado di stabilire quale strumentazione risulta più adatta alle esigenze dell’opera che sta restaurando. Queste abilità verranno verificate attraverso domande orali.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Lo studente dovrà essere in grado di utilizzare correttamente la terminologia legata alla chimica analitica. Dovrà padroneggiare le unità di misura di concentrazione. Dovrà saper scegliere tra le tecniche di campionamento, trattamento del campione ed analisi quelle più opportune all’analisi di un’opera in restauro o all’ambiente dove questa è conservata. Queste abilità verranno verificate attraverso domande orali.

Autonomia di giudizio. Lo studente dovrà essere in grado di prendere le corrette decisioni su come affrontare una problematica legata all’analisi di un’opera o alla verifica della corretta conservazione della stessa. 

Abilità comunicative. Lo studente dovrà essere in grado di descrivere chiaramente le tecniche analitiche studiate con termini appropriati ed esempi opportuni.

Capacità di apprendimento. La crescita scientifica dello studente dovrà essere critica ed autonoma utilizzando correttamente il materiale fornito dal docente e quello che reperirà autonomamente per approfondire lo studio. 

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Modalità didattiche

Lezioni frontali

Obblighi

Nozioni di chimica di base

Testi di studio

R. Cozzi, P. Protti, T. Ruaro, Elementi di Analisi Chimica Strumentale, seconda edizione, Zanichelli.
K.A. Rubinson, J.F. Rubinson, Chimica Analitica Strumentale, Zanichelli.
L. Paolillo, I. Giudicianni, La Diagnostica nei Beni Culturali, Moderni Metodi di Indagine, Longhia.

Modalità di
accertamento

L'accertamento dell'apprendimento prevede una prova orale tale da verificare la preparazione dello studente nell'affrontare la scelta di quale tecnica chimico-analitica utilizzare per l’analisi di un’opera o dell’ambiente in cui è conservata: inquadramento del problema, campionamento, trattamento dei campioni ed analisi. Dovrà inoltre dimostrare di conoscere i principi di funzionamento delle tecniche analitiche, base per la scelta di quelle più opportune alle proprie necessità. La prova orale viene giudicata con voto in trentesimi.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità didattiche

Coincidono con quelle degli studenti frequentanti

Obblighi

Coincidono con quelli degli studenti frequentanti

Testi di studio

Coincidono con quelli degli studenti frequentanti

Modalità di
accertamento

L'accertamento dell'apprendimento prevede una prova orale tale da verificare la preparazione dello studente nell'affrontare la scelta di quale tecnica chimico-analitica utilizzare per l’analisi di un’opera o dell’ambiente in cui è conservata: inquadramento del problema, campionamento, trattamento dei campioni ed analisi. Dovrà inoltre dimostrare di conoscere i principi di funzionamento delle tecniche analitiche, base per la scelta di quelle più opportune alle proprie necessità. La prova orale viene giudicata con voto in trentesimi.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.