Chimica Elettroanalitica 2017/2018

Introduzione alla Chimica Elettroanalitica

Concetti base di elettrochimica, elettrodi, tecniche elettroanalitiche conduttimetriche. Conduttori di I e II specie. Moto delle specie chimiche nei conduttori di II specie. Conduttività specifica e conduttività molare. Misura della resistenza e della conduttività di una soluzione elettrolitica. Elettrodi di riferimento.

Tecniche Elettroanalitiche Voltammetriche e Amperometriche

Cronoamperometria ed equazione di Cottrell. Sensori amperometrici. Fondamenti delle tecniche voltammetriche. Strumentazione. Modelli dell'interfaccia elettrochimica: modello di Helmholtz; modello di Gouy-Chapman-Stern. La velocità del trasferimento elettronico (TE) eterogeneo. Processi elettrochimici reversibili ed irreversibili. Processi anodici e catodici. Equazione di Butler-Volmer: costante eterogenea standard. Sovratensione. Modello di Marcus del TE omogeneo ed eterogeneo. Il trasporto di massa in soluzione. Legge di Fick e soluzione dell'equazione della diffusione in alcuni casi di interesse elettroanalitico. Metodi per il controllo del trasporto di massa. 

Polarografia: polarogrammi, elettrodo a goccia mercurio e onda polarografica, equazione di Ilkovic e equazione di Heyrowski-Ilkovic. Vantaggi e svantaggi dei metodi polarografici. Determinazione delle costanti e del numero di complessazione. Voltammetria lineare e ciclica. Analisi qualitativa: sistemi elettrochimicamente reversibili ed irreversibili. Analisi quantitativa: equazione di Randles-Sevcik. Tecniche voltammetriche ad impulso (NPV e NPP, DPV e DPP, SWV). Tecniche di stripping (ASV, CSV, PSA, AdSV). Tecniche di flusso (Rotating disk electrode, Rotating ring disk electrode, celle a flusso).

Applicazioni ed esempi pratici

Biosensori enzimatici, sensori a DNA, mediatori elettrochimici, mediatori diffusionali. Strumenti portatili ed esempi commerciali di sensori elettrochimici. Polimeri conduttori. Elettrodi stampati produzione ed utilizzo. Self Assembled Monolayer. Materiali elettrodici. Grafite, carbon paste, glassy carbon. Sensori monouso per controllo della glicemia. Sensori ad inibizione enzimatica. 

Cenni di Spettroscopia di Impedenza elettrochimica

Esperienze di laboratorio

Utilizzo di elettrodi stampati, produzione di elettrodi di riferimento Ag/AgCl, Voltammetria Ciclica, Voltammetria di Stripping Anodico, mediatori elettrochimici per H2O2, sensori a DNA.