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: curve di calibrazione con metodo dello standard esterno, interno ed aggiunte standard. 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. Gli atomizzatori. ICP-MS.

18 - Lampade a catodo cavo.

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

20 - Applicazioni all'analisi dei beni culturali.

21 - Spettroscopia IR e Raman.

22 - Diffrattometria a raggi X.

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

24 - Gas cromatografia.

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

26 - 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.

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

28 - Cromatografia a scambio ionico. Principi generali.

29 - 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.

30 - 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.

31 - Analisi in Scan e in Selected Ion Monitoring.

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

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

01 - Presentation of the course. The role of analytical chemistry in the analysis of cultural heritage.

02 - Monitoring of hazardous pollutants and materials analysis. Concepts of analyte, matrix,  and sample.

03 - The phases of the chemical analysis. Sampling and sample preparation.

04 - Units of measurement in analytical chemistry. The concepts of concentration and absolute quantity. Precision and accuracy in measurements. Interference and contamination.

05 - Tools for sampling.

06 - Qualitative and quantitative analysis. Calibration: calibration curves with external standard, internal standard, and standard addition methods. Instrumental and method limits of detection and limits of quantification.

07 - Goals of sample preparation: concentration and purification.

08 - Environmental contaminants dangerous to the historical and artistic material. Sampling and determination of contaminants.

09 - Passive and active samplers. Portable or fixed instrumentation for the determination of NOx, SOx, ozone, hydrocarbons, etc.. Sampling and analysis of the powders.

10 - Principles of microscopy. The optical microscopy and the electronic one. Resolving power. Transmission electron microscopy and scanning electron microscopy. Sample preparation.

11 - Main components of an electron microscope and operation. The microanalysis and principles of operation.

12 - Principles of spectroscopy. The electromagnetic radiation.

13 - Principles of atomic and molecular absorption and emission. Electronic, vibrational and rotational energy levels.

14 - Absorbance and transmittance. Lambert-Beer law. Absorption and emission spectra.

15 - Structure of a molecular absorption spectrophotometer. Sources in the molecular absorption spectrophotometer. Selectors wavelengths: reticles and prisms. Detectors for spectroscopy. Spectrophotometers in single and double haul.

16 - Fluorescence and fluorescence quantum yield. Fluorescent molecules. Structure of a spectrophotometer for analysis in fluorescence.

17 - Atomic absorption and emission. Atomizers. ICP-MS.

18 - Hollow cathode lamps.

19 - XRF techniques. Laser ablation. Isotopic analysis. Neutronic activation. PIXE and PIGE spectroscopy. Surface analysis techniques.

20 - Applications to the analysis of cultural heritage.

21 - IR and Raman spectroscopy.

22 - X-ray diffractometry

23 - Introduction to chromatographic techniques. The chromatographic process. Separation mechanisms. Partition coefficient. Chromatographic resolution.

24 - Gas chromatography.

25 - Structure of a gas chromatograph. Gas chromatographic columns. Injectors. FID and ECD detectors. Concept of programmed temperature analysis.

26 - Liquid chromatography. Structure of a liquid chromatograph. Columns for liquid chromatography. Injectors. UV-Vis and electrochemical detectors. Concept of gradient elution analysis.

27 - Applications of gas chromatography and liquid chromatography analyses to cultural heritage samples.

28 - Ion exchange chromatography. General principles.

29 - Anion and cation exchange. The electrochemical detector. The concept of suppression of the eluent and types of suppressors. Applications of ion chromatography to cultural heritage samples.

30 - Principles of mass spectrometry. The ionization techniques. The electron ionization. The fragmentation. Source, analyzer and detector. The mass spectrum. The mass spectrometry resolution. GC-MS.

31 - Scan and Selected Ion Monitoring analyses.

32 - Applications of GC-MS to cultural heritage samples.

33 - LC-MS. Electrospray ionization and Matrix Assisted Laser Desorption Ionization.

Modalità didattiche

Lezioni frontali

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

Esame orale

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.