ANALISI CHIMICHE DEI GEOMATERIALI
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2020/2021
- Docente
- RENZO TASSINARI
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- GEO/07
Obiettivi formativi
- La finalità di questo Corso è fornire le conoscenze di base e applicative sulle principali metodologie di analisi chimica di rocce, sedimenti, acque, materiali di interesse industriale e materiali ad impiego artistico ed archittettonico. Il Corso si propone di fornire gli strumenti teorico-pratici necessari al geologo per saper individuare e programmare le analisi chimiche opportune a seconda delle diverse problematiche professionali e a seconda del materiale investigato. Il Corso si propone infine di fornire gli strumenti necessari per la corretta interpretazione dei dati analitici e per la valutazione della bontà delle analisi e dei limiti strumentali delle diverse metodologie. Gli obiettivi formativi sono finalizzati agli studenti di tutti i percorsi della Laurea Magistrale in Scienze Geologiche, georisorse e territorio.
Prerequisiti
- Chimica degli elementi costituenti le rocce.
Principali famiglie di minerali costituenti le rocce. Contenuti del corso
- I parte: (circa 10 ore) VALUTAZIONE DEL DATO E LIMITAZIONI DELLE DIFFERENTI METODICHE ANALITICHE (Finalità dell'analisi chimica nelle Scienze della Terra e tipi di analisi. Introduzione all'analisi chimica strumentale: concetti di sensibilità, limite di rivelabilità (L.O.D.), limite di quantificazione (L.O.Q.), precisione e accuratezza. Organizzazione del risultato analitico. Cenni di teoria degli errori: valore vero, errori grossolani, sistematici e casuali. Propagazione degli errori. Materiali certificati di riferimento.)
II parte: (circa 20 ore delle quali 10 in laboratorio) PRELIEVO E TRATTAMENTO DEI CAMPIONI (Modalità di campionamento dei geomateriali: rappresentatività del campione (dimensione e quantità). Trattamento dei campioni litoidi: taglio, frantumazione, macinazione, setacciatura. Tecniche di separazione dei minerali. Preparazione delle sezioni sottili per lo studio al microscopio in luce trasmessa ed in luce riflessa. Preparazione delle pasticche di polvere pressata e delle perle per l'analisi dei campioni in XRF. Tecniche di dissoluzione dei campioni. Tecniche di preconcentrazione dell'analita.
III parte: (circa 18 ore) TECNICHE ANALITICHE (Esempi di analisi volumetrica (determinazione della concentrazione del Fe2+ mediante titolazione e determinazione del contenuto di CO2) e di analisi gravimetrica (determinazione del contenuto in volatili). Analisi spettrofotometrica in assorbimento atomico (AA): legge di Lambert-Beer. Spettroscopia di emissione atomica (EA): componenti strumentali; interferenze. Introduzione alla spettrometria dei raggi X di fluorescenza (XRF): natura, origine, produzione dei raggi X (spettro continuo e caratteristico dei tubi a raggi X); assorbimento dei raggi X; rivelazione dei raggi X. Strumenti a dispersione angolare (WDS) ed a dispersione di energia (EDS). Cenni di fluorescenza a riflessione totale (TXRF) Fattori che influenzano l'analisi quantitativa in XRF (interferenze spettrali; effetti matrice). Metodi di correzione degli effetti matrice. Cenni di analisi per Attivazione neutronica (INAA). Introduzione alla spettrometria di plasma-massa con sorgente ad accoppiamento induttivo (ICP-MS): formazione del plasma. Funzionamento dello spettrometro ICP-MS: aspirazione, nebulizzazione e ionizzazione del campione, trasferimento e collimazione degli ioni nello spettrometro, analizzatore di massa quadrupolare, rivelazione degli ioni. Modalità di acquisizione dei dati. Strumenti a triplo quadrupolo. Analisi elementari (qualitativa, semiquantitativa e quantitativa con calibrazione esterna, col metodo delle aggiunte standard e mediante diluizione isotopica) e dei rapporti isotopici.
Cenni di cromatografia.
Esempi di tecniche per le “analisi in situ”: la microsonda elettronica per la determinazione degli elementi maggiori e la microsonda laser abbinata alla spettrometria di plasma massa per la determinazione degli elementi in traccia). Metodi didattici
- Lezioni teoriche (40 ore circa) delle quali una trentina in aula ed il rimanente in laboratorio con visite guidate alle principali strumentazioni.
Esercitazioni pratiche in laboratorio (circa 8 ore). Modalità di verifica dell'apprendimento
- La prova di esame (in forma orale) si prefigge la verifica del raggiungimento degli obiettivi formativi prefissati.
In ciascun esame le domande riguarderanno almeno un argomento per ognuna delle tre parti in cui è suddiviso il programma:
-valutazione del dato e limitazioni delle differenti metodiche analitiche,
-prelievo e trattamento dei campioni,
-tecniche analitiche strumentali trattate a lezione. Testi di riferimento
- - Materiale di studio ed esercitazione fornito dal docente.
- “Modern analytical geochemistry" (Robin Gill; Longman Singapore Publishers, Singapore).
Limitatamente alla prima parte del programma eventuali testi alternativi sono:
- “Chimica analitica strumentale” (Kenneth A. Rubinson & Judith F. Rubinson; ed. Zanichelli, Bologna)
- "Analisi chimica strumentale e tecnica" (G. Amandola, V. Terreni. Masson Italia Editori, Milano).
Argomenti specifici possono venir approfonditi in:
- "Laboratory Handbook of Petrographic Techniques" (Charles S. Hutchison. John Wiley & Sons, New York).
- “Introduzione alla spettrometria dei raggi X di fluorescenza”(Giuseppe Bonissoni; ed. ETAS, Milano)
- “Handbook of Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry” (K.E. Jarvis, A.L. Gray, R.S. Houk; Blackie & Son Ltd, Glasgow and London)
