Esperimenti pratici di laboratorio di analisi strumentale per studenti universitari

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Titolo originale:

Practical Undergraduate Instrumental Analysis Laboratory Experiments

Contenuto del libro:

L'obiettivo di questo libro è quello di fornire un manuale di laboratorio generale pratico e accessibile per i corsi di analisi strumentale (IA) dei laureandi. Dopo un'ampia esperienza nell'insegnamento del corso di laboratorio di IA per diversi anni, ho sviluppato questo manuale di laboratorio in quella che ritengo essere una versione migliorata di un manuale di IA che sia allo stesso tempo conciso e completo. I fattori che ritengo più importanti affinché un manuale di IA sia efficace nell'insegnamento sono i seguenti: 1) gli strumenti trattati nel manuale dovrebbero seguire le linee guida ACS e riflettere i nuovi progressi nel campo dell'IA, rispondendo anche alle esigenze industriali.

2) gli esperimenti del manuale devono riguardare i principi di base degli strumenti e aiutare gli studenti a comprendere i concetti e i meccanismi fondamentali degli strumenti.

3) il manuale deve facilitare all'istruttore la trattazione dei processi di laboratorio sia dal punto di vista teorico che operativo.

4) il manuale di laboratorio deve essere accessibile e soddisfare le esigenze della maggior parte dei laureandi in chimica e in altri programmi multidisciplinari (ad esempio, scienze ambientali). Questo manuale fornisce gli elementi essenziali per gli strumenti più comuni raccomandati dalle linee guida ACS e per quelli utilizzati in un programma di chimica tradizionale. Si tratta di elettrochimica (Capitolo 2), spettroscopia (Capitoli 3, 4, 5, 6, 7), separazione (Capitoli 8, 9, 10). Anche le tecniche sillabate (GC/MS, LC/MS e ICP/MS) sono incluse nei capitoli pertinenti. La spettroscopia di massa tradizionale non è trattata in esperimenti separati, ma i principi di base sono introdotti negli esperimenti delle tecniche sillabate. All'inizio del manuale è presente un capitolo separato dedicato alle statistiche di base (Capitolo 1). Sono fermamente convinto che alcuni principi e operazioni statistiche di base (ad esempio, la regressione lineare) siano fondamentali per la comprensione degli obiettivi del corso, dato che è diventato un aspetto sempre più importante nei corsi di IA. Questo fornisce anche un periodo di riserva per la sessione di lezioni che precede la sessione di laboratorio. Tutti gli esperimenti di questo manuale sono stati accuratamente selezionati e sviluppati per affrontare i fattori menzionati in precedenza, tenendo conto dell'applicabilità alla ricerca.

A differenza di altri manuali simili, che sono semplici raccolte di esperimenti, ho cercato di selezionare gli esperimenti più applicabili con diversi livelli di difficoltà. Per la maggior parte dei capitoli, i tre esperimenti (classificati come A, B e C) sono stati scelti per rappresentare tre livelli di difficoltà: l'esperimento A riguarda i principi di base e la strumentazione, il B rappresenta un'applicazione più avanzata e il C implica una conoscenza più avanzata della chimica generale. Inoltre, gli esperimenti sono stati selezionati per ridurre al minimo l'uso di sostanze chimiche tossiche, infiammabili e costose. Tuttavia, l'addestramento degli studenti alla manipolazione di materiali pericolosi è uno degli obiettivi di questo corso e gli istruttori sono tenuti ad affrontare le questioni di sicurezza ogni volta che è necessario. Inoltre, il manuale riduce al minimo l'uso di attrezzature costose e meno comuni. Sono fermamente convinto che un libro di testo di IA debba coprire sia la teoria che la strumentazione delle tecniche analitiche, mentre un manuale di laboratorio di IA generale dovrebbe concentrarsi sui principi di base della strumentazione. In questo manuale, per ogni tipo di tecnica analitica viene fornita un'introduzione ai principi di base e alla strumentazione. Ogni introduzione ha lo scopo di fornire nuove idee sulla terminologia, sulla formula, sui componenti di base della strumentazione, ecc.

Le sezioni introduttive sono brevi e pertanto non possono essere utilizzate come unica fonte di conoscenze teoriche per ogni specifica tecnica analitica. Per questo motivo gli studenti devono fare riferimento al libro di testo o ad altre risorse cartacee o elettroniche (ad esempio, Internet) per comprendere la teoria dello strumento per ogni esperimento prima di partecipare al laboratorio.