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Elettrochimica per lo studio della Materia e della Reattività

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Presentazione sul tema: "Elettrochimica per lo studio della Materia e della Reattività"— Transcript della presentazione:

1 Elettrochimica per lo studio della Materia e della Reattività
Prof. Patrizia Romana Mussini con Dott. Serena Arnaboldi Temi di Termodinamica Elettrochimica, Chimica Fisica delle Soluzioni e Elettroanalisi Università degli Studi di Milano Dipartimento di Chimica TECNICHE Potenziometria Voltmetro elettronico ad altissima impedenza d’ingresso, generatore di idrogeno, elettrodo e cella a idrogeno, elettrodi e celle ad amalgama, celle con trasporto, elettrodi ionoreversibili (chinidrone, AgCl, Hg2Cl2…) Pile di Harned e di Baucke per la determinazione di standard pH-metrici primari  e secondari secondo le raccomandazioni IUPAC Elettrodi ionoselettivi Misure di pH, rH e potenziali redox Elettrodi di riferimento Ponti salini Voltammetria Voltammetria ciclica CV, Differential Pulse Voltammetry DPV, Square Wave Voltammetry SWV, tecniche di stripping Elettrodo a disco rotante (RDE) Elettrodi a mercurio gocciolante e stazionario Elettrodi trasparenti ITO Elettrodi screen printed Electrochemical Quartz Crystal Microbalance (EQCM) (con Prof. W. Kutner e Dr. K. Noworyta, Institute of Physical Chemistry, Polish Academy of Science (Varsavia, Polonia) Tecniche Combinate Spettroelettrochimica UV-Visibile-NIR (con Dott.ssa Monica Panigati, UNIMI) Spettroelettrochimica Dicroismo Circolare (CD) (con Prof. Sergio Abbate e Prof. Giovanna Longhi, Università di Brescia) Spettroelettrochimica UV + EPR (con prof. Lothar Dunsch, IFW Dresda) Conduttimetria Conduttimetro e celle di conduttività Elettrodo twin band e circuito bipotenziostatico per misure di conduttività di film sottili Spettroscopia di Impedenza Elettrochimica (EIS) Amperometria Cella di Clark per la misura dell’ossigeno disciolto Termodinamica Elettrochimica, Chimica Fisica delle Soluzioni e applicazioni per la Potenziometria (collaborazione con Prof. T. Mussini) Questa linea di ricerca "storica" concerne in particolare lo studio, in sistemi complessi quali solventi non acquosi o misti, elettroliti misti, soluzioni superacide e così via, di: potenziali standard di elettrodo; attività di elettroliti; equilibri acido base e di complessazione; trasporto in soluzione; ponti salini; standard primari e secondari per la pH-metria; effetti del solvente, confronti di scale pHmetriche; standard redox di riferimento In particolare, siamo ora in procinto di estendere questi studi ai liquidi ionici. JOURNAL OF CHEMICAL AND ENGINEERING DATA, 2009, 54, JOURNAL OF POLYMER SCIENCE. PART A, POLYMER CHEMISTRY, 2009, 47, JOURNAL OF CHEMICAL AND ENGINEERING DATA, 2007, 52, JOURNAL OF SOLUTION CHEMISTRY 2007, 36, JOURNAL OF CHEMICAL THERMODYNAMICS, 2006, 38, Studio elettroanalitico delle proprietà acido base e dell’assorbimento di inquinanti organici e inorganici di innovative resine polimeriche Collaborazione con Prof. E. Ranucci, Prof. P. Ferruti, Dott. A. Manfredi Assorbimento di ioni di metalli pesanti Assorbimento di alogenuri organici molecole probe Studio potenziometrico della speciazione in funzione del pH (metodo di De Levie) Cloroacetonitrile Cloroformio Liquidi ionici inerentemente chirali Studio cinetico dell’assorbimento degli inquinanti con monitoraggio in situ per square wave voltammetry su HDME e su Hg Tetracloroetilene Alotano (collaborazione con il Prof. F. Sannicolò, con la Dott. S. Rizzo (CNR ISTM), e con il Prof. Gennaro e il Dr. A.A. Isse (Università degli Studi di Padova)) Benzil Cloruro E’ stato anche sviluppato un kit colorimetrico di rivelazione degli ione rame JOURNAL OF POLYMER SCIENCE. PART A, POLYMER CHEMISTRY 2013, 51, JOURNAL OF POLYMER SCIENCE. PART A, POLYMER CHEMISTRY 2012, 50, JOURNAL OF POLYMER SCIENCE. PART A, POLYMER CHEMISTRY, 2009, 47, I liquidi ionici sono molecole organiche liquide a temperatura ambiente, dotate di carattere salino. Sono caratterizzati da un catione azotato, generalmente un catione imidazolio dotato di sostituenti lipofili, generalmente lunghe catene alifatiche, associato ad un opportuno controione (X-). Possedendo buone capacità solventi per i composti organici associate a bassa volatilità e soprattutto elevata polarità e proprietà di trasporto di carica, i liquidi ionici risultano attraenti mezzi di reazione in molti campi di applicazione dove queste caratteristiche sono rilevanti, tra cui i processi elettrochimici dove essi svolgono contemporaneamente la funzione di solvente e di elettrolita di trasporto. L’associazione ai liquidi ionici della chiralità rende più "intelligenti" questi mezzi, particolarmente nel campo delle molecole bioattive, tanto che i liquidi ionici chirali descritti in letteratura erano già più di 200 nel Tuttavia essi erano tutti basati sullo stesso disegno strutturale: la connessione di un sostituente chirale alla parte cationica o l'adozione di un controione chirale. La chiralità dei liquidi ionici progettati secondo questa strategia proveniva dunque per così dire dall'esterno e in modo del tutto indipendente dalla struttura intrinseca che conferisce al liquido ionico le sue proprietà funzionali. Di conseguenza le manifestazioni della chiralità di queste molecole sono in generale piuttosto modeste. Il nostro progetto si propone di esaltare la chiralità dei liquidi ionici mediante un disegno innovativo in cui l'origine della chiralità non é puntuale, ma inerente all'intera unità strutturale che conferisce al composto la proprietà di esistere come liquido ionico. I liquidi ionici enantiopuri così ottenuti verranno caratterizzati relativamente alle loro proprietà chimico fisiche ed elettrochimiche. La loro attività chirale verrà poi sperimentata applicativamente nel campo dei processi elettrochimici stereoselettivi, sia su molecole modello sia su substrati d'interesse farmaceutico. Elettroanalisi per gli alimenti (collaborazione con Prof. P. Biondi, Dipartimento di Scienze Veterinarie per la Salute, la Produzione Animale e la Sicurezza Alimentare) Elettroanalisi per il latte Monitoraggio stagionale della qualità del latte fresco e della shelf life del latte UHT Elettroanalisi per il pesce Verifica elettroanalitica dell’avvenuto stadio di congelamento prescritto dalla legge per il pesce da consumare crudo. Monitoraggio voltammetrico di alogenuri organici in acqua su elettrodi catalitici di Ag Sensori piezogravimetrici basati su Molecularly Imprinted Polymers Elettrodi chirali da oligomeri conduttori inerentemente chirali (collaborazione con il Prof. F. Sannicolò, con la Prof. T. Benincori (Università dell’Insubria) ), con la Dr. S. Izzo (CNR STM) e con il Prof. W. Kutner e il Dr. K. Noworyta (ICP PAS, Polonia) (collaborazione con il Prof. F. Sannicolò, con la Prof. T. Benincori (Università dell’Insubria), con la Dr. S. Izzo (CNR STM) e con il Prof. W. Kutner e il Dr. K. Noworyta (ICP PAS, Polonia)) La elevata tridimensionalità degli oligomeri ramificati a base tiofenica che stiamo sviluppando (vedi poster complementare) li rende ottimi cooligolimeri per molecularly imprinted polymers (MIP), materiale attivo per la realizzazione di sensori piezogravimetrici di molecole in tracce. Qui a fianco l’esempio del MIP per melamina, il cui sensore ha dato eccellenti prestazioni come linearità, sensibilità e selettività, è stato brevettato, ed é capostipite di una serie di nuovi sensori. Partendo da oligomeri inerentemente chirali enantiopuri si ottengono per elettrooligomerizzazione superfici elettrodiche perfettamente speculari e di elevata chiralità (modulabile finemente e reversibilmente col potenziale, breathing chirality) che stiamo sperimentando nella discriminazione di enantiomeri di molecole probe chirali ELECTROCHIMICA ACTA 2010, 55, ANALYTICAL CHEMISTRY 2009, 81, (collaborazione con Prof. A. Gennaro e Dr. A.A. Isse, Università degli Studi di Padova, e con Prof. E. Ranucci, Prof. P. Ferruti , Dott. A. Manfredi, UNIMI) E’ una applicazione analitica dell’ampio lavoro di elettrocatalisi molecolare (vedi poster complementare), basato sulle proprietà catalitiche dell’argento per la rottura del legame carbonio alogeno, che sono particolarmente notevoli in mezzo acquoso


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