ID:
SCC0499
Durata (ore):
48
CFU:
6
SSD:
Chimica analitica
Anno:
2026
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (21/09/2026 - 15/01/2027)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso ha come principale obiettivo di fornire allo studente le informazioni necessarie per poter progettare e affrontare l’analisi di materiali, dal punto di vista della caratterizzazione e della composizione chimica. I casi studio presentati, frutto di approccio multidisciplinare del “problem solving”, sono esemplificativi delle modalità di applicazione delle conoscenze acquisite in modo da sviluppare le personali capacità di comprensione e abilità nel risolvere i problemi reali. Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di comprendere le possibilità di applicazione delle diverse tecniche di analisi presentate sia per la caratterizzazione qualitativa dei materiali, sia per gli aspetti quantitativi dell’analisi chimica. Tale comprensione permetterà allo studente l’applicazione di tali tecniche anche a casi reali, discutendo le possibili alternative e complementarietà fra le informazioni ottenute dalle tecniche in modo da proporre un protocollo analitico rigoroso e completo, in grado cioè, di definire le caratteristiche del materiale, in funzione della domanda analitica proposta.
Prerequisiti
Chimica analitica di base e strumentale; conoscenze sulla struttura della materia a livello atomico e molecolare; conoscenze di spettroscopia.
Metodi didattici
Lezioni frontali (44 h), supportate da presentazioni multimediali che comprendono sia gli aspetti teorici sia esempi applicativi e casi studio. Tutto il materiale didattico è reso disponibile sulla piattaforma e-learning dell’insegnamento, organizzato in lezioni teoriche e materiale di approfondimento.
Esercitazioni pratiche (4 h), dedicate all’introduzione all’utilizzo della microscopia elettronica a scansione (SEM) per la caratterizzazione morfologica e microstrutturale dei materiali. Durante l’attività gli studenti assisteranno alle diverse fasi di preparazione del campione, acquisizione delle immagini e interpretazione dei risultati sperimentali, con particolare attenzione alla correlazione tra caratteristiche morfologiche e proprietà del materiale.
Una parte dell’esercitazione sarà inoltre dedicata all’acquisizione di competenze di ricerca bibliografica in ambito scientifico. Gli studenti apprenderanno le principali strategie per la consultazione della letteratura specialistica attraverso banche dati scientifiche, la selezione critica delle fonti e l’analisi di articoli scientifici pertinenti ai temi trattati nel corso. Tali competenze saranno finalizzate all’approfondimento autonomo di specifici casi studio
Esercitazioni pratiche (4 h), dedicate all’introduzione all’utilizzo della microscopia elettronica a scansione (SEM) per la caratterizzazione morfologica e microstrutturale dei materiali. Durante l’attività gli studenti assisteranno alle diverse fasi di preparazione del campione, acquisizione delle immagini e interpretazione dei risultati sperimentali, con particolare attenzione alla correlazione tra caratteristiche morfologiche e proprietà del materiale.
Una parte dell’esercitazione sarà inoltre dedicata all’acquisizione di competenze di ricerca bibliografica in ambito scientifico. Gli studenti apprenderanno le principali strategie per la consultazione della letteratura specialistica attraverso banche dati scientifiche, la selezione critica delle fonti e l’analisi di articoli scientifici pertinenti ai temi trattati nel corso. Tali competenze saranno finalizzate all’approfondimento autonomo di specifici casi studio
Verifica Apprendimento
La verifica dell’apprendimento consiste in un esame orale della durata indicativa di circa 30 minuti.
L’esame prevede una prima parte dedicata alla discussione di un approfondimento individuale concordato preventivamente con il docente e sviluppato sulla base della letteratura scientifica internazionale del settore della Chimica Analitica. L’elaborato ha l’obiettivo di descrivere l’applicazione di una o più tecniche di caratterizzazione dei materiali in uno specifico ambito applicativo (ad esempio beni culturali, catalisi, materiali per l’energia, nanomateriali o biomedicina), presentando uno o più casi studio tratti dalla letteratura.
La seconda parte dell’esame consiste in quesiti volti ad accertare la conoscenza e la comprensione degli argomenti trattati durante il corso, con particolare riferimento ai principi teorici, alla strumentazione, alle potenzialità e ai limiti delle principali tecniche analitiche presentate.
La valutazione finale terrà conto della correttezza e completezza delle conoscenze acquisite, della capacità di collegare criticamente i diversi argomenti del corso, dell’appropriatezza del linguaggio scientifico utilizzato e della capacità di interpretare e discutere dati e risultati sperimentali.
L’esame prevede una prima parte dedicata alla discussione di un approfondimento individuale concordato preventivamente con il docente e sviluppato sulla base della letteratura scientifica internazionale del settore della Chimica Analitica. L’elaborato ha l’obiettivo di descrivere l’applicazione di una o più tecniche di caratterizzazione dei materiali in uno specifico ambito applicativo (ad esempio beni culturali, catalisi, materiali per l’energia, nanomateriali o biomedicina), presentando uno o più casi studio tratti dalla letteratura.
La seconda parte dell’esame consiste in quesiti volti ad accertare la conoscenza e la comprensione degli argomenti trattati durante il corso, con particolare riferimento ai principi teorici, alla strumentazione, alle potenzialità e ai limiti delle principali tecniche analitiche presentate.
La valutazione finale terrà conto della correttezza e completezza delle conoscenze acquisite, della capacità di collegare criticamente i diversi argomenti del corso, dell’appropriatezza del linguaggio scientifico utilizzato e della capacità di interpretare e discutere dati e risultati sperimentali.
Contenuti
Introduzione alla chimica analitica dei materiali e delle superfici. Concetto di superficie e interfaccia; differenze tra proprietà superficiali e proprietà del bulk; rilevanza delle superfici nei materiali funzionali, nella catalisi, nell’energia e nelle applicazioni biomediche.
Principi e applicazioni dell’ultra-alto vuoto (UHV) per la caratterizzazione delle superfici. Interazioni tra radiazione elettromagnetica, particelle e materia.
Tecniche spettroscopiche e diffrattometriche basate sui raggi X per la caratterizzazione chimica e strutturale dei materiali. Spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS): principi, strumentazione e applicazioni per l’analisi elementare e degli stati di ossidazione. Diffrazione a raggi X (XRD): principi della diffrazione, identificazione delle fasi cristalline e determinazione della struttura dei materiali. Spettroscopia di assorbimento dei raggi X (XAS): regioni XANES ed EXAFS, informazioni sulla struttura elettronica locale e sull’ambiente di coordinazione.
Spettroscopia Raman: principi fisici, interpretazione degli spettri vibrazionali, applicazioni allo studio di materiali cristallini, amorfi e nanostrutturati.
Microscopia elettronica. Microscopia elettronica a scansione (SEM): formazione dell’immagine, contrasto e microanalisi. Microscopia elettronica a trasmissione (TEM) e microscopia elettronica ad alta risoluzione (HR-TEM): caratterizzazione strutturale e analisi a livello nanometrico e atomico.
Tecniche basate su fasci ionici. Spettrometria di massa di ioni secondari (SIMS): principi, analisi elementare e isotopica, profiling in profondità e imaging chimico.
Microscopie a sonda di scansione (SPM). Microscopia a effetto tunnel (STM): caratterizzazione della struttura elettronica superficiale. Microscopia a forza atomica (AFM): analisi topografica e proprietà meccaniche delle superfici.
Tecniche di analisi termica. Analisi termogravimetrica (TGA): stabilità termica, processi di decomposizione e variazioni di massa. Calorimetria differenziale a scansione (DSC): transizioni di fase, fenomeni di fusione, cristallizzazione e trasformazioni termiche.
Applicazioni integrate delle tecniche di caratterizzazione alla risoluzione di casi studio relativi a materiali avanzati, nanomateriali, catalizzatori, materiali per l’energia e beni culturali.
Principi e applicazioni dell’ultra-alto vuoto (UHV) per la caratterizzazione delle superfici. Interazioni tra radiazione elettromagnetica, particelle e materia.
Tecniche spettroscopiche e diffrattometriche basate sui raggi X per la caratterizzazione chimica e strutturale dei materiali. Spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS): principi, strumentazione e applicazioni per l’analisi elementare e degli stati di ossidazione. Diffrazione a raggi X (XRD): principi della diffrazione, identificazione delle fasi cristalline e determinazione della struttura dei materiali. Spettroscopia di assorbimento dei raggi X (XAS): regioni XANES ed EXAFS, informazioni sulla struttura elettronica locale e sull’ambiente di coordinazione.
Spettroscopia Raman: principi fisici, interpretazione degli spettri vibrazionali, applicazioni allo studio di materiali cristallini, amorfi e nanostrutturati.
Microscopia elettronica. Microscopia elettronica a scansione (SEM): formazione dell’immagine, contrasto e microanalisi. Microscopia elettronica a trasmissione (TEM) e microscopia elettronica ad alta risoluzione (HR-TEM): caratterizzazione strutturale e analisi a livello nanometrico e atomico.
Tecniche basate su fasci ionici. Spettrometria di massa di ioni secondari (SIMS): principi, analisi elementare e isotopica, profiling in profondità e imaging chimico.
Microscopie a sonda di scansione (SPM). Microscopia a effetto tunnel (STM): caratterizzazione della struttura elettronica superficiale. Microscopia a forza atomica (AFM): analisi topografica e proprietà meccaniche delle superfici.
Tecniche di analisi termica. Analisi termogravimetrica (TGA): stabilità termica, processi di decomposizione e variazioni di massa. Calorimetria differenziale a scansione (DSC): transizioni di fase, fenomeni di fusione, cristallizzazione e trasformazioni termiche.
Applicazioni integrate delle tecniche di caratterizzazione alla risoluzione di casi studio relativi a materiali avanzati, nanomateriali, catalizzatori, materiali per l’energia e beni culturali.
Lingua Insegnamento
Italiano
Altre informazioni
Il docente è disponibile per il ricevimento al termine di ogni lezione oppure presso il proprio ufficio previo appuntamento concordato tramite e-mail.
Ufficio: II piano, Cubo Via Valleggio 9, Como.
E-mail: davide.spanu@uninsubria.it
Ufficio: II piano, Cubo Via Valleggio 9, Como.
E-mail: davide.spanu@uninsubria.it
Corsi
Corsi
CHIMICA
Laurea Magistrale
2 anni
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Persone
Persone
Ricercatori a tempo determinato
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