Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES) Spettrometria a emissione ottica con sorgente al plasma ad accoppiamento induttivo
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- Maria Mazzoni
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1 Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES) Spettrometria a emissione ottica con sorgente al plasma ad accoppiamento induttivo
2 Spettroscopia: Cenni (I) La spettroscopia studia l intensità degli spettri elettromagnetici o di particelle in funzione della loro frequenza, energia, lunghezza d onda o massa. Esistono vari spettri (emissione continua, emissione a bande e ad assorbimento). Esistono anche molte tecniche di spettroscopia. Noi ci occupiamo di Spettrometria di emissione.
3 DISA Dipartimento a) di Scienze Agrarie e Ambientali A) Lo spettro elettromagnetico espresso in lunghezze d onda in nanometri. È stata riportata la maggior parte dello spettro ed è stata ampliata la porzione visibile per mostrare la regione che all occhio umano appare di vari colori; B) È comparata la lunghezza d onda con lunghezze medie di alcuni oggetti o esseri. Ad esempio la radioonda di = 1 m è comparabile con l altezza del Homo sapiens sapiens. Spettroscopia: Cenni (II) A) B)
4 Schema del passaggio da uno stato fondamentale (S 0 ) ad uno stato eccitato (S 1 ) e da questo di nuovo allo stato fondamentale. I segmenti terminanti con una freccia rappresentano le transizioni, quelli ondulati rappresentano le transizioni che non producono emissione di luce. Spettrometria ad emissione (I)
5 Riassumendo: Spettrometria ad emissione (II) misurando la lunghezza d'onda delle varie radiazioni emesse è possibile identificare gli atomi presenti (analisi qualitativa) misurando l'intensità delle varie radiazioni emesse è possibile la determinare la concentrazione (analisi quantitativa)
6
7 ICP-OES: Il principio (I) Il campione (liquido) viene portato a temperature di poco inferiori a K causando la sua dissociazione in atomi e grazie a collisioni atomiche (e conseguente eccitazione) a ionizzazioni. Questo si ottiene tramite il plasma. Gli atomi o ioni eccitati, possono decadere ad uno stato energetico più basso emettendo onde di transizione. L'intensità della luce emessa ad una determinata lunghezza d'onda viene quindi misurata e quantificata.
8 ICP-OES: Il principio (II) Il plasma si genera con l accoppiamento tra il campo magnetico oscillante ed il flusso di gas ionizzato (Ar). Il campione invece è nebulizzato (vaporizzato) dal nebulizzatore, introdotto nel plasma (sempre tramite Ar), atomizzato, eccitato e ionizzato. La zona di lettura è la coda della fiamma dove vi è l emissione delle radiazioni a varie lunghezze d onda
9 ICP-OES: Le componenti Autocampionatore (facoltativo) Pompa peristaltica Nebulizzatore e Spray Chamber Torcia Gruppo ottico Computer
10 ICP-OES: La torcia La torcia consiste di tre tubi di quarzo (o simile) concentrici: in A) e C) viene immesso Ar per tenere il plasma separato dalla torcia; B) passa il campione liquido nebulizzato. Zona di lettura (emissioni blu) Spirale di induzione La coda del plasma (emissioni rosse) Zona di radiazione Iniziale (emissioni rosse) Zona di induzione (T < K) Zona di preriscaldamento A) C) B)
11 Il plasma (quarto stato della materia) è un gas nel quale gli atomi sono presenti in uno stato ionizzato ma la massa, nel complesso, è elettricamente neutra. Il plasma è mantenuto in presenza di aria e brucia via Ar. ICP-OES: Il plasma
12 ICP-OES: Il gruppo ottico Decadendo a livelli energetici più bassi, gli atomi nel plasma emettono radiazioni caratteristiche per ogni elemento. Scomponendo la luce emessa nelle varie lunghezze d onda, l ICP-OES è in grado di rilevare l elemento. Sistema di lenti e specchi Policromatore Torcia Rilevatore delle radiazioni (luce segnale elettrico)
13 Torcia
14 ICP-OES: Le applicazioni Analisi ambientali (acque, aria, suolo, rifiuti, polveri, ) Analisi geochimiche Analisi di materiale archeologico Analisi mediche ecc. Con l ICP simultaneo, in una sola lettura si può conoscere il contenuto di più elementi nel campione.
15 BIBLIOGRAFIA: EPA: Metodo EPA 6010c, Inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry, ICP-OES Varian Vista-MPX ICP-OES Simultaneo CCD (brochure), Wilson, K. and Walker. J. (2000) Principles and Techniques of Practical Biochemistry. Cambridge University Press, fifth edition.
16 CONTATTI: Dr. Filip Pošdid Dr. Guido Fellet Dr. Luca Marchiol Si ringrazia il dr. Guido Fellet per il materiale fornitomi.
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