SPETTROFOTOMETRIA ULTAVIOLETTO VISIBILE (UV-V)
TEORIA: L’intervallo spettrale in cui si collocano le radiazioni ultraviolette va da 10 a 380 nm, mentre la zona del visibile è compresa fra 380 e 780 nm. Dal punto di vista analitico, la regione più interessante riguarda l’UV-Vicino ed il Visibile (200-780nm).
La legge sperimentale che descrive i fenomeni di assorbimento delle radiazioni elettromagnetiche in generale, e con particolare riferimento alle soluzioni, prende il nome Legge di LAMBERT BEER , un raggio luminoso, passando attraverso una soluzione colorata può essere assorbito in maniera diversa, a seconda della sua lunghezza d’onda:
A= a x b x c
A= Assorbanza, corrisponde alla frazione di energia radiante assorbita
a= è una costante di proporzionalità e prende il nome di assorbività o di coefficiente di assorbimento molare.
b= è il cammino ottico in cm, cioè lo spessore della soluzione attraversata ( la cella o cuvetta) c= è la concentrazione (in moli/litro o grammi/litro) della soluzione in esame
La Spettrofotometria è una tecnica analitica, qualitativa e quantitativa, infatti attraverso l’uso dello Spettrofotometro permette il riconoscimento e la quantizzazione di una sostanza in base al suo spettro di assorbimento della luce.
y
A
A= a b c
x c
STRUMENTAZIONE
Gli strumenti impiegati per misurare l’assorbimento delle radiazioni da parte di una soluzione sono chiamati SPETTROFOTOMETRI e possono essere monoraggio o a doppio raggio. Questa è una denominazione di carattere generale che comprende sia i dispositivi più semplici, i colorimetri che quelli più complessi gli spettrofotometri. Lo spettrofotometro in linea di massima è costituito da:
1. SORGENTE DI RADIAZIONI
2. MONOCROMATORE (dispositivo in grado di selezionare le lunghezze d’onda più opportune) 3. COMPARTIMENTO CELLE
4. RIVELATORE (misura l’intensità della radiazione uscente)
5. INDICATORE O REGISTRATORE (ci indica i valori di assorbimento misurati)
SORGENTI:Per la regione dell’UV si utilizzano lampade al DEUTERIO(D2). Si tratta in pratica di lampade ad arco, in cui il bulbo di quarzo è riempito di gas deuterio il quale eccitato dalle scariche elettriche emette uno spettro continuo di radiazioni al di sotto dei 400nm.Per particolari impieghi analitici vengono utilizzate come sorgenti, lampade a vapori di mercurio o di cadmio.
MONOCROMATORI:Dato che la sorgente luminosa emette radiazioni in tutte le direzioni dello spazio, è necessario realizzare un opportuno sistema ottico(costituito da lenti, specchi e fenditure) che permetta di ottenere un fascio di luce ben focalizzato e sottile, il quale viene mandato successivamente al monocromatore costituito da filtri o i prismi( scindono la luce bianca disperdendola nelle sue componenti).
COMPARTIMENTO CELLE: Posto dove vengono ubicate le celle o cuvette. Esistono diversi tipi di cella circolare, a parallelepipedo in vetro, polistirene, quarzo ecc.
RIVELATORI:trasformano l’energia radiante in un segnale elettrico che viene trasmesso ad un indicatore e poi a un registratore.
METODI DI ANALISI:L’applicazione della LEGGE DI LAMBERT BEER, per il calcolo della concentrazione di una soluzione incognita richiede la misura dell’assorbanza. I metodi più usati in Spettrofotometria UV/Visibile sono due : il metodo della retta di taratura e quello delle aggiunte multiple.
1. Si preparano diverse soluzioni da 3 a 5 a concentrazione nota e crescenti della specie chimica da analizzare,
2. Riportare su un grafico A/c i valori letti sullo spettrofotometro si deve ottenere una retta passante per l’origine (lo zero),
3. Si misura l’assorbanza del campione incognito,
4. Con l’aiuto del grafico si interpola (si ricava) la concentrazione incognita del campione 5. si effettuano i calcoli
COSTRUZIONE DEL GRAFICO
Dato che non sappiamo di che sostanza si tratti dobbiamo costruire un grafico che ci dica con esattezza a quale lunghezza d’onda la soluzione assorbe maggiormente, per questo:
1. si sciolgono 200mg di KMnO4 in 1 litro di acqua distillata 200mg/l o 200ppm
2. si prelevano 2 mg/l oppure si dice anche p.p.m infatti 1mg/l = 1p.p.m. parte per milione 6 mg/l
10 mg/l 15 mg/l
20 mg/l e si portano a 100 ml con acqua
Dato che i mg/l vengono portati a 100 con acqua avremo che la conc sarà 0,2 – 0,6 – 1 – 1,5 – 2 ppm Come facciamo a prelevare i ml di questi valori: impostando una proporzione
se in 1000 ci sono 200 ppm – mg/l = X (ml di KMnO4 da prelevare) ce ne saranno 0,2 ppm,0-6-1-1,5-2 1000 : 200 = X : 0,2
X= 1000 x 0,2 / 200
X= 1ml -3ml-5ml- 7,5ml-10mldi KMnO4 da prelevare e così via per calcolare gli altri ml.
A questo punto prelevare la soluzione a conc intermedia 5ml metterla in una cuvetta e in un’altra acqua e fare le letture da 200 nm a 700 nm, prima azzerando sempre con il bianco e poi facendo leggere la Assorbanza della nostra soluzione a 200-250-300-350-400-450-500-550-600-650-700nm. vedi grafico Poi restringere il grafico si fa una lettura della stessa soluzione però alla lunghezza d’onda che va da 400-450-500-550-nm e costruire un altro grafico Assorbanza-concentrazione vedi grafico. Unire i punti e vedere a che lunghezza d’onda si è avuto il massimo assorbimento 530nm, quindi la lettura delle altre soluzione devono essere fatte a questa lunghezza d’onda e costruire un secondo grafico LA CURVA DI TARATURA. Assorbanza-conc. Vedi grafico
Dare ai ragazzi i ml della soluzione incognita fare leggere la A e poi estrapolare tramite il grafico la concentrazione incognita da mettere nella relazione.
