Curve di taratura. Mostra la risposta di un metodo anali0co a quan0tà note di analita.

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1 Curve di taratura Mostra la risposta di un metodo anali0co a quan0tà note di analita. La re6a ideale ha un andamento lineare, e copre l intero intervallo di concentrazione nel quale prevediamo ricadano i nostri incogni0. Sebbene sia preferibile la risposta lineare (intervallo lineare), è possibile o6enere risulta0 validi anche nella zona non lineare (intervallo dinamico).

2 Curve di taratura: minimi quadra/ IL metodo dei minimi quadra0 è la procedura più diffusa per individuare una re6a ( o curva) passante per una serie di da0 sperimentali. L assunzione è che la incertezza su y (valore misurato) sia maggiore rispe6o all incertezza sulla quan0tà di analita contenuto negli standard. La PENDENZA e l INTERCETTA della re6a possono essere calcolate su Excel, così come l incertezza su di esse (REGR.LIN)

3 Curve di taratura: analisi Preparare un certo numero di soluzioni contenen0 quan0tà note di analita (soluzioni standard). Preparare soluzioni del bianco, o6enute u0lizzando gli stessi solven0 e reagen0 usa0 per preparare le soluzioni standard, ma senza aggiungere analita. Analizzare le soluzioni standard e le soluzioni del bianco con un opportuno metodo strumentale. So6rarre la risposta o6enuta dalle soluzioni standard a quella o6enuta dalle soluzioni del bianco. Costruire un grafico di risposta tra quan0tà note di analita (x) e segnale (y). Calcolare pendenza ed interce6a con il metodo dei minimi quadra0 (foglio di calcolo). Analizzare soluzioni a concentrazione incognita dell analita. Dopo aver so6ra6o il segnale o6enuto dal bianco, interpolare la risposta dell analita (y0) nella re6a di taratura, per o6enere il valore della concentrazione incognita (x0). Calcolare incertezza e intervallo di confidenza su x0

4 Curve di taratura: incertezza Dopo aver calcolato PENDENZA e INTERCETTA, si può procedere al calcolo dell incertezza sul valore di xo (la concentrazione incognita che ha fornito il segnale yo). Necessario è, innanzitu6o, calcolare l errore standard della s0ma ( sono i segnali delle soluzioni standard, sono i valori di y calcola0 dalla re6a migliore). Altri parametri: j è il numero di repliche di analisi effe6uate sull incognito, n è il numero di analisi totale effe6uato sui pun0 di calibrazione, xi-x medio non è altro che la deviazione standard sui valori di x mol0plicata per i gradi di libertà (n-1). Errore standard della s0ma Incertezza sul valore di x calcolato

5 Metodo delle aggiunte standard U0lizzato per minimizzare errori sistema0ci dovu0 ad interferenze ad opera della matrice. In questo metodo, è il campione stesso ad essere il solvente nel quale vengono preparate le soluzioni standard. Se il fa6ore di risposta è molto diverso tra soluzioni standard e campione, è necessario u0lizzare il metodo delle aggiunte standard.

6 Metodo delle aggiunte standard

7 Standard interno Per minimizzare l errore casuale associato ad un par0colare strumento, si può fare uso di standard interni. Lo standard interno avrà proprietà chimiche quanto più possibile simili all analita, e non causerà alcun 0po di interferenza nella le6ura del segnale dell analita. IS sarà addizionato in quan0tà note ad ogni campione da analizzare (sia soluzione standard che incogni0). Sull asse y, invece della risposta del segnale, si inserirà il rapporto tra la risposta del nostro analita e quello dello standard interno (corrected peak area ra0o).

8 Spe9roscopia Insieme di tecniche anali0che che sfru6ano l interazione tra la radiazione ele6romagne0ca e la materia La grandezza che si misura è il cambiamento di una o più proprietà cara6eris0che delle molecole in seguito all assorbimento della radiazione La radiazione ele6romagne0ca, o luce, è una forma di energia che può essere descri6a sia a6raverso le proprietà delle onde che delle par0celle

9 La Radiazione Ele9romagne/ca Proprietà delle onde La radiazione ele6romagne0ca è composta da un campo ele+rico ed uno magne0co oscillan0 che si propagano a6raverso lo spazio ad una velocità costante (velocità della luce o c=2.99 x10 8 m/s). Il campo ele6rico e magne0co oscillante risultano l uno perpendicolare all altro ed entrambi perpendicolari alla direzione di propagazione

10 La Radiazione Ele9romagne/ca Un onda è definita dalle seguen0 grandezze: A ampiezza dell onda ν frequenza (numero di oscillazioni per unità di tempo) λ lunghezza d onda (distanza tra due massimi o minimi consecutivi, λ= c/ν) ν numero d onda (inverso della lunghezza d onda) I intensità (flusso di energia per unità di tempo ed area attraversata)

11 La Radiazione Ele9romagne/ca Proprietà par0cellari della radiazione La radiazione ele6romagne0ca può essere interpretata anche come un fascio di par0celle di energia dea fotoni i quali possono essere assorbi0 dalla materia. Quando un fotone viene assorbito la sua energia viene acquisita dal campione. I fotoni hanno energia quan0zzata e relazionata alla loro frequenza dalla relazione E = hν = h( c / λ) = hcν dove h è la costante di Planck

12 Lo Spe9ro Ele9romagne/co Suddivisione della radiazione ele6romagne0ca in funzione dell energia dei fotoni (e quindi della frequenza o della lunghezza d onda)

13 Interazione Radiazione-Materia Spe6roscopie di assorbimento Quando un fotone che impa6a su una molecola con0ene un quanto di energia pari alla differenza esistente tra due livelli energe0ci successivi di una molecola, viene assorbito e promuove la molecola da uno stato energe0co fondamentale ad uno eccitato. L intensità della radiazione assorbita diminuisce e questa a6enuazione, de6a assorbanza, viene misurata come segnale.

14 Interazione Radiazione-Materia Le molecole possiedono differen0 0pi di livelli energe0ci I livelli energe0ci fondamentali ed eccita0 rela0vi alla posizione degli ele6roni di valenza (E 0 ed E 1 ) sono tra loro a una differenza energe0ca maggiore di quella esistente tra i livelli energe0ci vibrazionali (ν 0 e ν 1 ) Il 0po di promozione energe0ca che avviene nella molecola dipende dall energia del fotone con cui interagisce Se l energia assorbita dall atomo è sufficientemente alta, l ele6rone può essere defini0vamente dissociato dall atomo formando uno ione con carica posi0va. L energia richiesta per questo processo differisce per ogni elemento e prende il nome di potenziale di ionizzazione. Anche gli ioni così forma0 possiedono un loro stato fondamentale e differen0 sta0 eccita0 a6raverso i quali possono assorbire ed eme6ere energia mediante gli stessi processi di eccitazione e decadimento descria per gli atomi.

15 Interazione Radiazione-Materia Spe6roscopie di emissione Quando un analita che sia stato promosso ad uno stato eccitato ritorna al suo stato energe0co fondamentale può farlo eme6endo un fotone di energia (e frequenza) quan0zzata e pari al salto energe0co compiuto. L emissione di un fotone è de6a fotoluminescenza e l energia del fotone emesso può essere misurata analogamente all assorbimento

16 Spe9roscopia UV-Vis Quando una molecola assorbe una radiazione visibile o ultraviole6a subisce un cambiamento negli sta0 ele6ronici di valenza (σ σ* o π π*) I legami ed i gruppi funzionali della molecola che sono responsabili dell assorbimento sono dea cromofori Poiché una transizione tra gli sta0 ele6ronici fondamentale ed eccitato coinvolge anche gli sta0 vibrazionali in essi contenu0, il segnale che si registra non è una riga singola ma una banda

17 Legge di Lambert-Beer Cosa si misura?

18 Legge di Lambert-Beer

19 Limi/ della Legge di Lambert-Beer

20 Limi/ della Legge di Lambert-Beer All'aumentare della concentrazione aumenta il numero di par0celle in soluzione ed aumenta anche il numero di ur0 fra queste; le forze interioniche e/o intermolecolari aumentano e possono formarsi molecole o aggrega0 di par0celle più complesse, diverse per stru6ura da quelle in esame, per cui si potrà avere uno spostamento del massimo di assorbimento. Un altra condizione di validità della legge di Lambert-Beer è che le radiazioni luminose che devono a6raversare la soluzione in esame siano monocroma0che. In realtà le radiazioni impiegate non sono mai rigorosamente monocroma0che a causa, sopra6u6o, di difficoltà strumentali. E' comunque sufficiente, per o6enere risulta0 correa, che la banda con0nua di radiazioni, centrata a6orno ad un valore nominale, sia la più ristre6a possibile.