Tecniche di Caratterizzazione Analisi Elementare Punto di fusione/ebollizione Potere Ottico Rotatorio NMR Densità Composto puro Spettrometria di Massa Spettroscopia UV-Visibile Spettroscopia Infrarossa

Tecniche di Caratterizzazione Spettroscopia Metodi Spettroscopici Interazione luce-materia Trasmessa Riflessa Assorbita Integralmente Assorbita Selettivamente Radiazione elettromagnetica Lunghezza d’onda l ( 1 nm = 10-9 m) Distanza tra due massimi consecutivi Frequenza n (Hz = 1 s-1) n° di oscillazioni complete per secondo c (m·s-1) Velocità della luce nel vuoto 3·108 m·s-1 Spettrofotometri Spettri c = n·l Velocità della luce nella materia c/n n = Indice di rifrazione n>1 cm<c

Tecniche di Caratterizzazione Spettroscopia Dualismo onda-particella Fascio di particelle (fotoni) aventi energia E = hn = hc/l Interazioni radiazione-materia E = Et + Ee + Ev + Er E DE = hn ↑ DE = hn Livelli rotazionali Livelli vibrazionali Livelli elettronici

Spettroscopia UV-visibile E = hn  40-300 kcal/mol 200 nm Ee2 lmax = DE = Ee2-Ee1 Posizione Ee1 Cromofori Gruppi funzionali che danno luogo ad assorbimenti caratteristici CH2=CH2 165 nm CH≡CH 175 nm C≡N 340 nm

Spettroscopia UV-visibile tetrahydrofolate (----) 10-formyltetrahydrofolate (───)

Spettroscopia UV-visibile Legge di Lambert-Beer Intensità Beam-splitter Probabilità della transizione Ridistribuzione elettronica Popolazione degli stati Quantità di sostanza I = I0·e-kl T = I/I0 = e-kl A = log I/I0 I0 = Intensità radiazione incidente I = Intensità radiazione emergente k = coefficiente assorbimento (l) l = spessore del campione T = Trasmittanza A = Assorbanza A = e·c·l c = concentrazione (M) = coefficiente di assorbimento molare (M-1cm-1) l = cammino ottico (cm) Lunghezza d’onda fissa Soluzioni diluite c < 10-2M

Lo Spettrofotometro Sorgente Monocromatore Cella portacampione Rilevatore Registratore

Applicazioni Quantitative Curva di Calibrazione Una retta di calibrazione o di taratura permette di stabilire una relazione di dipendenza lineare fra una grandezza sperimentalmente determinabile X (ad es. concentrazione) ed una qualche risposta del sistema Y (ad esempio una proprietà spettrofotometrica o elettrochimica). Effettuata la calibrazione, la retta permette di risalire a valori incogniti della grandezza X tramite misure di Y. Esempio L’assorbanza A misurata a 220 ed a 275 nm (UV) dipende linearmente dalla concentrazione C di nitrati presenti in una soluzione acquosa diluita (A  C). Si preparano 10 soluzioni aventi differente concentrazione di nitrati, e se ne misura l’assorbanza. Con le coppie di punti (Ci,Ai) si costruisce una retta di taratura, e mediante misure di assorbanza si risale alla concentrazione dei nitrati in campioni incogniti (ad es. acque minerali).

Metodo dei Minimi Quadrati Serve a trovare la retta migliore (regressione lineare) passante per una serie di valori sperimentali o calcolati che dipendano linearmente dalla variabile dipendente. Ogni punto i-esimo che appare sul grafico è definito dalle coordinate (xi, yi) Equazione di una retta: y = mx + b x = variabile indipendente y = variabile dipendente m = pendenza o coefficiente angolare b = intercetta

Metodo dei Minimi Quadrati Vengono calcolati i valori di m e di b che minimizzano i quadrati degli scarti ri2 fra i valori sperimentali yexp e calcolati ycalc per ogni valore di yi (0< i < n).

Metodo dei Minimi Quadrati m = 0.49 b = 0.01 y = 0.49 x + 0.01