SPETTROFOTOMETRIA Proprietà fisiche della radiazione e.m Interazioni radiazione-materia Legge di Lambert-Beer Strumentazione Analisi quantitative

RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA Fenomeno particellare o ondulatorio? E = mc2 E = h  frequenza (Hz o s-1)  lunghezza d’onda 1/ numero d’onda (cm-1) I intensità (Joule)

Onda elettromagnetica la radiazione e.m. è una forma di energia radiante che si propaga come un’onda trasversale

Spettro rad. elettromagnetica

Radiazione visibile Un corpo ci appare colorato perché trasmette o riflette la radiazione “complementare”

IL COLORE Riflessione Assorbimento Transmissione La modalita' con cui le onde di luce viaggiano dipende dagli oggetti con cui vengono in contatto. Le “onde di Luce” possono essere riflesse, assorbite, oppure possono essere trasmesse attraverso l'oggetto. Riflessione Assorbimento Transmissione

CARATTERISTICHE del COLORE Un oggetto ci appare del colore che non viene da esso assorbito. Un oggetto che rimandi verso di noi tutte le componenti dello spettro ci appare bianco. Un oggetto che le assorba tutte ci appare nero.

Energia interna delle molecole Emolecola = Enucleo + Eelettr + Etrasl + Erotaz + Evibr

Interazione radiazione-materia

Emissione e assorbimento Emissione: le molecole vengono eccitate mediante calore o scarica elettrica e l’energia assorbita viene restituita sotto forma di radiazione e.m. Assorbimento: le molecole vengono eccitate mediante radiazione e.m e ritornano allo stato fondamentale riemettendo tutta o in parte l’energia assorbita sotto forma di en.termica

Che cos’è uno spettro? SPETTRO: insieme di radiazioni, emesse o assorbite da atomi o molecole espresse per mezzo di lunghezze d’onda o di frequenze. max : lunghezza d’onda di massimo assorbimento e relativo  (corrisponde alla transizione più probabile)

Transizioni elettroniche Nell’UV-visibile le principali transizioni energetiche sono:   * (C-C; C-H nell’UV lont)   * (C=C; 160-255 nm) n  * (C=O; C-OH;C=N; >285 nm s s* p p* n

Esempi   * n  *

Fattori che influenzano la posizione di max CROMOFORO : gruppo funz. che assorbe in UV-vis. EFFETTO BATOCROMO: spostamento a  maggiori EFFETTO IPSOCROMO : spostamento a  minori EFFETTO AUXOCROMO: favorisce ass. cromoforo

Esempi

Legge di Lambert-Beer Trasmittanza T = P/P° = 10-bc Assorbanza A = log 1/T La legge sperimentale A = bc = assorbività molare b = cammino ottico c = concentrazione molare

Analizziamo i fattori :  , b, c  : DIPENDE dalla combinazione soluto-solvente, dalla max NON DIPENDE dalla temperatura e dalla concentrazione b : negli strumenti UV-visibile di solito è 1 cm c : si esprime in mol/L

Relazione lineare fra due variabili Tra due variabili vi è un legame quando: y = f (x) Quindi studio : CORRELAZIONE: grado di associazione fra due variabili REGRESSIONE : quale relazione esiste tra le due variabili

CORRELAZIONE -1 <r < +1 Coefficiente di correlazione Quando due variabili riportate su un grafico mostrano un certo legame si può quantificarne l’intensità : Coefficiente di correlazione r = s2xy/ √ s2x s2y -1 <r < +1

Esempio di correlazione

REGRESSIONE IL METODO DEI MINIMI QUADRATI y = mx +b Con questo metodo si vogliono minimizzare i quadrati delle deviazioni delle y cioè: di2=(y-yi)2=(y-mxi-b)2 Attraverso questi calcoli si determinano i valori di m e di b della retta che meglio si avvicina ai punti sperimentali

Grafico dei minimi quadrati

Esempio di curva di calibrazione

Coefficiente di determinazione Come faccio a verificare se il modello è valido? Si calcola il coefficiente di determinazione R2 0 < R2< 1 Corrisponde al quadrato di r