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Spettroscopia - TEORIA DELL’ASSORBIMENTO, LA RADIAZIONE, LA MATERIA, STRUMENTI E TECNICHE, APPLICAZIONI ANALITICHE, ANALISI QUALITATIVA, ANALISI QUANT



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Spettroscopia


-GENERALITA’


La misura e lo studio di uno spettro è chiamato spettroscopia. In origine uno spettro era la gamma di colori che si osserva quando della luce bianca viene dispersa per mezzo di un prisma. Con la scoperta della natura ondulatoria della luce, il termine spettro venne riferito all'intensità della luce in funzione della lunghezza d'onda o della frequenza.Oggi il termine spettro è stato generalizzato ulteriormente, ed è riferito a un flusso o un'intensità di radiazione elettromagnetica o particelle (atomi, molecole o altro) in funzione della loro energia, lunghezza d'onda, frequenza o massa.Uno strumento che permette di misurare uno spettro viene chiamato spettrometro, spettrografo o spettrofotometro. Quest'ultimo termine si riferisce ad uno strumento per la misura dello spettro elettromagnetico.


-TEORIA DELL’ASSORBIMENTO




Per eseguire un'analisi spettrofotometrica si misura l'entità dell'assorbimento di una radiazione luminosa con un campione posto davanti ad una sorgente di radiazioni. Per interpretare i fenomeni che avvengono è necessario conoscere le caratteristiche delle sorgenti luminose e la struttura della materia. L'assorbimento della radiazione provoca un aumento dell'energia interna della sostanza che assorbe. Ciò implica una eccitazione delle particelle componenti (elettroni, atomi, molecole, ecc.), che produce fenomeni caratteristici per ogni sostanza. Secondo la meccanica quantistica l'energia delle particelle costituenti la materia è quantizzata, può cioè assumere solo certi valori discreti. In condizioni normali una particella si trova nello stato di minima energia. Quando una radiazione colpisce una particella, se l'energia dei fotoni è uguale alla differenza fra l'energia dello stato eccitato della particella e quella di uno stato fondamentale, la radiazione viene assorbita e la particella passa dallo stato fondamentale a quello eccitato. Poiché ad ogni sistema molecolare è associata una distribuzione caratteristica dei livelli energetici (elettronici, vibrazionali, rotazionali) l'assorbimento di una data radiazione è una proprietà caratteristica di quel sistema e non di altri. La meccanica quantistica consente di spiegare perché l'assorbimento di una determinata radiazione è specifico per ogni sostanza e dà luogo ad un caratteristico spettro di assorbimento.




-LA RADIAZIONE

  • Radiazione elettromagnetica
  • Spettro elettromagnetico
  • Zone spettrali

-LA MATERIA


Gli spettri di assorbimento rilevano quali frequenze sono state sottratte alla radiazione incidente nel passaggio attraverso il campione e permettono di misurare l'intensità con cui queste frequenze sono assorbite.


-STRUMENTI E TECNICHE




Le tecniche basate sullo studio delle radiazioni assorbite che trovano maggior applicazione nei laboratori di analisi sono suddivide in base alle caratteristiche delle radiazioni in:

  • spettrofotometria Ultravioletto/Visibile (UV/Vis)
  • spettrofotometria Infrarosso (IR)
  • spettrofotometria di Assorbimento Atomico (AAS)
  • spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR)

-APPLICAZIONI ANALITICHE

Ogni sostanza assorbe a caratteristiche lunghezze d'onda questo consente di individuare un'analita sulla base del suo spettro di assorbimento, come fosse la sua impronta digitale, cioè di effettuare un'analisi qualitativa. Il profilo dello spettro di assorbimento dipende da vari parametri, quali, lo stato di aggregazione della sostanza, la natura del solvente, il pH della soluzione. L'assorbimento ad una certa lunghezza d'onda dipende dalla natura e dalla concentrazione dell'analita.

-ANALISI QUALITATIVA

  • Analisi qualitativa UV/Visibile
  • Analisi qualitativa IR

-ANALISI QUANTITATIVA

  • Analisi quantitativa
  • Legge di Lambert-Beer
  • Metodi di analisi quantitativa: UV/Vis e AAS







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