Corso di Chimica Generale - CHI 083424 - CCS Ingegneria Chimica A.A. 2015/2016 (I Semestre) SPETTROSCOPIA UV-VISIBILE Prof. Dipartimento di CMIC Giulio Natta https://corsi.chem.polimi.it/citterio/
Spettroscopia A insieme di strumenti per misurare le proprietà molecolari. La spettroscopia è l assorbimento o l emissione di luce. L analisi spettrochimica può esser definita come l uso dello spettro della radiazione elettromagnetica in analisi qualitative e quantitative. Quando una molecola assorbe luce, la sua energia aumenta Quando una molecola emette luce, la sua energia diminuisce
Fotoni o Quanti di Luce Atomi e molecole assorbono solo alcune frequenza, ma non altre. 0 260 240 Ci sono due ragioni per questa osservazione. L energia assorbita o emessa è proporzionale alla frequenza,. Energia di un fotone = h e Costante di Plank
Effetto Fotoelettrico (emissione di elettroni da un metallo solido irraggiato) Batteria - + - Elettrodo metallico illuminato e Luce incidente e - da sorgente + + - Generatore a voltaggio variabile + Elettrodo di raccolta - Amperometro Misura dell energia cinetica degli elettroni emessi (fotoelettroni) = Voltaggio per cui la corrente è zero
Energia dei Fotoelettroni Emessi da Metalli E cin. / kj mol -1 400 Infrarosso Visibile Ultravioletto 300 Cs K Mg Zn Ni Pt 200 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 x 10 14 (Hz) o del Cesio Pendenza = h (costante di Plank) E cin. = E fot. - E emis. = h - = h E cin. = h ( - )
Peculiarità dell Effetto Fotoelettrico L emissione fotoelettrica dimostra che l energia dell elettrone: Aumenta se si aumenta Non è influenzata aumentando l intensità L intensità influenza il numero di elettroni emessi per secondo
Quantizzazione dell Energia Molecolare Le energie molecolari sono quantizzate Se solo certe frequenze sono assorbite, solo certe energie sono permesse energia energia
Quantizzazione dell Energia Molecolare Le energie molecolari sono quantizzate Se solo certe frequenze sono assorbite, solo certe energie sono permesse energia energia
Altre Evidenze della Quantizzazione Assorbimento del corpo nero (Panck) Capacità termica dei solidi a bassa temperatura quindi E = h
Spettrometri sorgente monocromatore (selettore di frequenza) campione rivelatore
Strumenti a Dispersione Usati negli spettrometri visibile/ultravioletto e nei vecchi tipi di strumenti infrarosso
Strumenti a Trasformata di Fourier Richiedono estesi calcoli per convertire il segnale in uno spettro. Usati nei moderni strumenti.
Lo Spettro Elettromagnetico Frequenza [Hz] 10 22 10 19 10 17 10 15 10 14 10 10 Ultravioletto Visibile Infrarosso 10-14 10-12 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 1 Lunghezza d onda [m] E = h 10 6 10 3 1 10-3 10 2 10 4 10 6 10 8 10 10 = c / Raggi Cosmici Raggi Gamma Raggi X Ultravioletto Visibile Infrarosso Microonde Radar Televisione NMR Radio Ultrasuoni Suoni (udibili) Infrasuoni
Transizioni Elettroniche nella Formaldeide transizione n * (285 nm) transizione * (187 nm)
Transizioni Elettroniche e Spettri di Atomi E E I S 2 S 0 S 2 S 1 S 0 S 1 S 0 S 0 S 2 S 0 S 1
Transizioni Elettroniche e Spettri UV-visibile in Molecole E S 2 I livelli elettronici livelli vibrazionali livelli rotazionali massimi di assorbimento ( max. ) S 1 Ampiezza della banda a metà altezza S u = transizioni elettroniche
Spettri Derivati di una Banda di Assorbanza Gaussiana 1.0 Assorbanza 1.0 Assorbanza 0.5 0.5 Assorbanza: A f ( ) 0.0 1 derivata 0.0 2 derivata 0.01 2.0E-04 0.0E+00 1 a Derivata: da d f ' ( ) 0.00-0.01-2.0E-04-4.0E-04-6.0E-04 2 a Derivata: 2 d A 2 d f '' ( ) 2.0E-05 1.0E-05 0.0E+00-1.0E-05-2.0E-05 3 derivata 1.0E-06 5.0E-07 0.0E+00-5.0E-07 4 derivata 300 400 500 600 700 300 400 500 600 700
Aumento Risoluzione Sovrapposizione di 2 bande Gaussiane con un NBW di 40 nm separate da 30 nm 1.5 1.0 0.5 Assorbanza Separate alla 4 a derivata 0.0 400 500 600 4 derivata 5.0E-06 0.0E+00-5.0E-06 400 500 600
Trasmissione e Colore L occhio umano vede il colore complementare di quello che è assorbito
Assorbanza e Colori Complementari 800 Lunghezza d onda [nm] Colore assorbito Colore complementare 700 650-780 595-650 rosso arancio blu verde verde blu 600 560-595 500-560 giallo verde verde porpora rosso-porpora 500 490-500 480-490 blu verde verde blu rosso arancio 435-480 blu giallo 400 380-435 violetto giallo-verde
Trasmissione e Concentrazione La Legge di Lambert-Bouguer 100% 50% 25% 12,5% 6,75% 3,125% I o I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 Trasmittanza 100% 50% 25% Lunghezza Percorso T I / I e 0 Cammino Cost.
Trasmittanza e Cammino Ottico La Legge di Beer 100% C I 0 50% I 1 100% 2C 25% 100% I 2 100% 3C 12.5% I 3 Trasmissione 50% 100% 4C 6.75% I 4 100% 5C 3.125% 25% I 5 Concentrazione T I / I e 0 Concentrazione Cost.
La Legge di Lambert-Bouguer-Beer 1.5 Assorbanza 1.0 0.5 0.0 Concentrazione A I / I log I / I b c log T log 0 0
Miscela Bicomponente 1.5 x y x + y Assorbanza 1.0 0.5 0.0 200 210 220 230 240 Lunghezza d onda Esempio di miscela bi-componente con scarsa sovrapposizione spettrale
Miscela Bi-componente 1.5 x y x + y Assorbanza 1.0 0.5 0.0 200 210 220 230 240 Lunghezza d onda Esempio di miscela bi-componente con significativa sovrapposizione spettrale
Influenza di un Errore Casuale del 10% 1.5 Vero Misurato Assorbanza 1.0 0.5 0.0 200 210 220 230 240 Lunghezza d onda Influenza sulle concentrazioni calcolate Scarsa sovrapposizione spettrale: Errore 10% Significativa sovrapposizione spettrale: Dipende dalla similarità, può essere molto più alto (p.es. 100%)
Spettri di Assorbimento di Derivati dell Emoglobina Assorbanza [AU] 0.2 0.1 Sulfemoglobina Ossiemoglobina Carbossiemoglobina Emoglobina (ph 7.0-7.4) Deossiemoglobina 0.0 500 550 600 Lunghezza d onda [nm] 650
Intensità dello Spettro della Lampada ad Arco di Deuterio Buona intensità nell intervallo UV Utile intensità nell intervallo del visibile Basso rumore di fondo Intensità calante nel tempo Irradiazione Spettrale 1 0.1 0.01 0.00 200 300 400 500 600 700 Lunghezza d onda [nm]
Intensità dello Spettro della Lampada a Tungsteno-Alogena Bassa intensità nell intervallo UV Buona intensità nell intervallo visibile Rumore di fondo molto basso Basso drift Irraggiamento Spettrale 10 1 0.1 0.01 200 400 600 800 1000 Lunghezza d onda [nm]
Intensità dello Spettro della Lampada a Xeno Alta intensità nell intervallo UV Alta intensità nell intervallo visibile Rumore di fondo medio Irraggiamento Spettrale 100 10 1 0.1 0.01 200 400 600 800 1000 Lunghezza d onda [nm]
Dispositivi di Dispersione Prisma Dispersione non-lineare Sensibile alla temperatura Reticolo Dispersione lineare Differenti ordini Primo ordine Secondo ordine
Dispositivo Fotomoltiplicatore Alta sensibilità a bassi livelli di luce Il materiale catodico determina sensibilità spettrale Buon segnale/rumore di fondo Sensibile agli urti Catodo Anodo
Il Rivelatore a Fotodiodi Contatto metallico Fotone Ampio intervallo dinamico Rapporto segnale/rumore molto buono ad alti livelli di luce Dispositivo a stato solido SiO 2 strato p Regione intrinseca strato n Blocco d oro
Diagramma Schematico di un Dispositivo a Fotodiodi Luce Stesse caratteristiche dei fotodiodi Dispositivo a stato solido Veloci cicli di lettura Fotodiodo Capacitore Registro deviazione Deviatore transistor Linea video Ciclo di lettura
Spettrometro Convenzionale Monocromatore Rivelatore Campione Fessura d uscita Sorgente Dispositivo di dispersione Fessura d ingresso
Spettrometro a Diode Array Batteria di diodi Policromatore Sorgente Campione Fessura d ingresso Dispositivo di dispersione
Spettrometro a Diode Array Campione Shutter Lente Lampada a Tunsteno Fessura Lente Lampada a deuterio Reticolo Diode array a 1024-elementi Sistema ottico di uno spettrofotometro HP 8453 a diode array
Spettrometro Convenzionale Monocromatore Fessura d uscita Dispositivo di dispersione Riferimento Sorgente Fessura d ingresso Chopper Rivelatore Campione Sistema ottico di uno spettrofotometro a doppio raggio
Spettrometro a Diode Array Lampada UV Lampada visibile Cella del riferimento Specchi a lati di cubo Specchio sorgente Elisse sorgente UV Elisse spettrografica Specchio orientante il raggio inferiore Cella del campione Reticolo olografico Visibile Uscita Spettrografo e batteria rivelatore Specchio orientante il raggio inferiore Specchi a lati di cubo Sistema ottico dello spettrofotometro a diode array HP 8450A
Spettrometro Convenzionale Monocromatore Sorgente Fessura d ingresso Fessura d uscita Dispositivo di dispersione Deviatore del raggio Riferimento Rivelatore Campione Rivelatore Sistema ottico di uno spettrofotometro a raggio sdoppiato
Definizione di Risoluzione intensità Segnale in uscita dal rivelatore S max 0.8xS max lunghezza d onda lunghezza d onda La risoluzione spettrale è una misura della capacità di uno strumento di differenziare tra due lunghezze d onda adiacenti
Ampiezza di Banda Spettrale intensità I 0.5 I SBW lunghezza d onda La SBW è definita come l ampiezza, a metà dell intensità massima, della banda di luce uscente dal monocromatore
Ampiezza di Banda Spettrale Naturale assorbanza A 0.5 A NBW lunghezza d onda La NBW è l ampiezza della banda di assorbimento del campione a metà del massimo di assorbimento
Effetto della SBW sulla Forma della Banda assorbanza 5 nm 1 nm 10 nm 20 nm 50 nm lunghezza d onda Il rapporto SBW/NBW deve essere 0.1 o migliore per dare una misura di assorbanza con un accuratezza del 99.5% o migliore.
Effetto del Campionamento Digitale Assorbanza Assorbanza Spettro originale Processo di campionamento Spettro digitalizzato lunghezza d onda Anche l intervallo di campionamento usato per digitalizzare lo spettro per la valutazione e lo stoccaggio da parte di un computer influenza la risoluzione
Resettabilità della Lunghezza d Onda 0.20 0.15 Errore = 0.0 AU Assorbanza [AU] 0.10 0.05 Errore = 0.1 AU (10%) 0.00 220 240 260 280 300 lunghezza d onda [nm] Influenza della resettabilità della lunghezza d onda sulle misure al massimo e sulla pendenza della banda di un assorbimento
Effetto della Luce Diffusa Assorbanza misurata 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.00 % di Luce Diffusa 0.01 % di Luce Diffusa 0.10 % di Luce Diffusa 1.00 % di Luce Diffusa 0.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Assorbanza vera Effetto di vari livelli di luce diffusa sulle assorbanze misurate confrontate con le assorbanze reali
Errore di Assorbanza Teorico 15.0 10.0 Errore % 5.0 0.0-5.0-10.0-15.0-20.0 Curva dell errore da luce diffusa Curva errore luce diffusa + noise Curva errore luce diffusa - noise -25.0 0.001 0.01 0.1 Assorbanza 1 4 L errore totale a qualsiasi assorbanza è la somma degli errori dovuti alla luce diffusa e al rumore di fondo (rumore dei fotoni ed elettronico)
Effetto del Drift 0.20 0.15 Errore Assorbanza [AU] 0.10 0.05 0.00 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 lunghezza d onda [nm] Il drift è una potenziale causa di errore fotometrico e deriva dalle variazioni tra le misure di I 0 e I
Caratteristiche di Trasmissione dei Materiali di Cella Trasmittanza [%] 100 80 60 40 20 0 Silice fusa Quarzo fuso Plastica acrilica Vetro ottico Vetro 200 250 300 350 400 lunghezza d onda [nm] Notare che tutti i materiali mostrano approssimativamente almeno il 10% di perdita nella trasmittanza a tutte le lunghezze d onda.
Tipi di Celle 1 (a) (b) Cella Standard rettangolare aperta in testa (a) e cella con apertura (b) per volumi limitati di campione
Tipi di Celle (II) (a) (b) Micro cella (a) per volumi molto piccoli e cella a flusso (b) per applicazioni automatizzate
Effetto dell Indice di Rifrazione (b) Raggio collimato Campione (b) Raggio focalizzato Rivelatore Luce non rivelata Variazioni nelle misure dell indice di rifrazione del riferimento e del campione possono causare misure sbagliate di assorbanza
Geometria non Planare del Campione Area fotosensibile Rivelatore Rivelatore Campione planare Campione inclinato Alcuni campioni possono agire come componenti ottici attivi nel sistema e deviare o defocalizzare il raggio luminoso
Effetto del Tempo di Integrazione Assorbanza [AU] Assorbanza [AU] 0.0008 ± 0.00013 AU 0.0006 0.0004 0.0002 0.0000 0.0008 0.0006 0.0004 0.0002 0.0000 ± 0.00004 AU 0.1 sec 16 sec S/N = 5.5 S/N = 18 450 500 550 600 lunghezza d onda [nm] Mediare i dati raccolti riduce il rumore di fondo della radice quadrata del numero dei punti mediati
Effetto della Media sulle Lunghezze d Onda Assorbanza Assorbanza S/N Segnale Rumore NBW lunghezza d onda Intervallo ottimale # dei punti Mediare le lunghezze d onda riduce anche il rumore (della radice quadrata dei punti raccolti) L ampiezza del segnale viene influenzata
Aumento dell Intervallo Dinamico 3.0 Assorbanza [AU] 1.5 1.0 0.5 0.1428 mg/ml spironolattone 241 nm 266 nm Assorbanza Misurata [AU] 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 200 250 300 0.0 lunghezza d onda 0.1 0.2 0.3 0.4 Concentrazione mg/ml La scelta di una lunghezza d onda nella pendenza di una banda di assorbimento può aumentare l intervallo dinamico ed evitare la preparazione del campione come la diluizione
Diffusione Rivelatore Campione trasparente Rivelatore Campione che diffonde La dispersione causa un assorbanza apparente in quanto meno luce raggiunge il rivelatore
Spettri Diffusi 1.0 Assorbanza [AU] 08 0.6 0.4 0.2 Diffusione di Tyndal Diffusione di Rayleigh 0.0 200 300 400 500 600 700 800 lunghezza d onda [nm] Diffusione di Rayleigh : Diffusione di Tyndall : Particelle piccole rispetto alla lunghezza d onda Particelle grandi rispetto alla lunghezza d onda
Correzioni per Isoassorbanza 1.0 0.8 1 Spettro analita Spettro interferente Spettro misurato Assorbanza [AU] 0.6 0.4 0.2 A 1 A 1 A 1 =A 1 A 2 1 0.0 200 250 300 350 400 A 2 450 500 lunghezza d onda [nm] L assorbanza alla lunghezza d onda di riferimento deve essere equivalente all interferenza alla lunghezza d onda analitica
Modellizzazione del Fondo Assorbanza [AU] 1.0 0.8 0.6 0.4 1 Spettro misurato Spettro diffuso estrapoato A C A 1 A C = A 1 A 5 0.2 Intervallo del modello A 5 0.0 200 250 300 350 400 lunghezza d onda [nm] 450 500 Si può eseguire la modellizzazione del fondo se l interferenza è dovuta ad un processo fisico
Riferimenti Interni 0.20 0.15 Spettro a Spettro b 1 Assorbanza [AU] 0.10 0.05 A 1 a A 1 b A 2 a A 2 b 2 0.00 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 lunghezza d onda [nm] Corregge per la costante absorbanza del fondo su un intervallo
Correzione a Tre Punti Assorbanza [AU] 1.0 0.8 0.6 0.4 1 Spettro misurato A C A 1 A C = A 1 A 5 2 0.2 3 0.0 200 250 A 2 A 1 A 3 300 350 400 lunghezza d onda [nm] 450 500 Uses two reference wavelengths Corrects for sloped linear background absorbance
Discriminazione delle Bande Larghe 1.0 Assorbanza 0.5 0.0 0.005 Derivata prima 0.000-0.005 0.005 0.000 Derivata seconda -0.005-0.010 400 500 600 lunghezza d onda [nm] Le derivate possono eliminare l assorbimento di fondo Le derivate discriminano rispetto alle ampie bande di absorbanza
Correzione della Diffusione per Spettroscopia Derivata 1.0 0.5 Assorbanza [AU] Spettro misurato Spettro reale 0.0 0.01 Derivata prima 0.00-0.01 300 400 500 600 700 lunghezza d onda [nm] La diffusione è discriminata come una banda ampia di assorbanza
Effetto della Fluorescenza Assorbanza [AU] 2.5 2.0 1.5 1.0 Lunghezza d onda di eccitazione Spettro di assorbanza vera Spettro misurato con ottica diretta Spettro misurato con ottica inversa 0.5 Lunghezza d onda di emissione 0.0 200 250 500 350 400 450 500 550 600 Lunghezza d onda [nm] La luce emessa da un campione fluorescente causa un errore nella misura dell assorbanza
Angoli di Accettazione e Grandezza dell Errore di Fluorescenza Ottica diretta Rivelatore Ottica inversa Fenditura Rivelatore Ottica Diretta: Assorbanza alla lunghezze d onda di eccitazione sono troppo basse Ottica inversa: Assorbanza alla lunghezze d onda di emissione sono troppo basse
Calibrazione Inadeguata Assorbanza [AU] 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 Assorbanza misurata dello standard Assorbanza [AU] 1.75 1.50 1.25 1.00 0.75 Assorbanza del campione misurata Curve di calibrazione possibilmente vere 0.50 0.50 Possibile risultato di 0.25 Concentrazione nota 0.25 quantificazione dello standard 0.00 0.00 0 5 10 15 0 5 10 15 Concentrazione Concentrazione Teoricamente si richiede solo uno standard per calibrare In pratica, deviazioni dalla legge di Beer possono causare risultare sbagliati
Insieme di Dati di Calibrazione Assorbanza [AU] 1.50 1.00 0.50 Assorbanza [AU] 1.50 1.00 0.50 0.00 0.00 0 5 10 15 0 5 10 15 Concentrazione Concentrazione Ottica Diretta: Assorbanza alla lunghezze d onda di eccitazione sono troppo basse Ottica inversa: Assorbanza alla lunghezze d onda di emissione sono troppo basse
Lunghezza(e) d Onda per la Migliore Linearità Assorbanza [AU] Coefficiente di concentrazione 1.6 1.2 0.8 0.4 0.0 0.998 0.996 0.994 0.992 0.990 Intervallo ottimale 200 300 400 500 Lunghezza d onda [nm] Una curva lineare di calibrazione è calcolata ad ogni lunghezza d onda Il coefficiente di correlazione da una stima della linearità
Lunghezza(e) d Onda per la Migliore Accuratezza Assorbanza [AU] 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 Concentrazione 11.0 10.0 9.0 8.0 7.0 Concentrazione misurata Concentrazione vera Intervallo ottimale 200 300 400 500 Lunghezza d onda [nm] I risultati di quantificazione sono are calcolati ad ogni lunghezza d onda Le concentrazioni calcolate danno una stima dell accuratezza
Precisione di una Analisi 31.44 Valore [mg/ml] 31.42 31.40 31.38 31.36 Media = 1.41 mg/ml Deviazione standard = 0.022 mg/ml 2 4 6 8 10 Numero di misure La precisione di un metodo è il grado di accordo tra I singoli risultati delle prove quando si applica ripetutamente la procedura a campionamenti multipli
Lunghezza(e) d Onda per la Migliore Sensibilità Assorbanza [AU] 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 % RSD 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 Intervallo ottimale 200 300 400 500 Lunghezza d onda [nm] Il calcolo della deviazione standard relativa dei valori misurati ad ogni lunghezza d onda La lunghezza d onda con la RSD % inferiore possibilmente fornirà la migliore sensibilità
Lunghezza(e) d Onda per la Migliore Selettività Assorbanza [AU] Concentrazione [mg/ml] 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 20 15 10 5 Concentrazione misurata Concentrazione vera Intervallo ottimale 200 300 400 500 Lunghezza d onda [nm] La selettività è l abilità di un metodo a quantificare accuratamente e specificamente l analita o analiti in presenza di altri composti
Assorbanza Ideale e Standard di Lunghezza d Onda Assorbanza [AU] 0.8 0.06 0.4 0.2 Standard di assorbanza Standard di lunghezza d onda 0.0 200 250 200 350 400 450 500 550 600 700 800 Lunghezza d onda [nm] Uno standard ideale di assorbanza dovrebbe avere una assorbanza costante a tutte le lunghezze d onda Uno standard ideale di lunghezza d onda dovrebbe avere picchi molto stretti e ben-definiti
Filtro Ideale per Luce Diffusa 100 Trasmittanza [AU] 80 60 40 20 0 200 250 300 350 400 450 500 600 700 Lunghezza d onda [nm] Un filtro ideale di luce diffusa dovrebbe trasmettere tutte le lunghezze d onda eccetto quelle usate per misurare la luce diffusa
Soluzione di Perclorato di Olmio 0.8 Assorbanza [AU] 0.6 0.4 0.2 0 200 300 400 500 600 800 Lunghezza d onda [nm] Il più comune standard per l accuratezza della lunghezza d onda è il perclorato di olmio
Soluzione di Dicromato di Potassio 2.0 Assorbanza [AU] 1.5 1.0 0.5 235 nm 257 nm 313 nm 350 nm 0.0 200 250 300 350 400 450 500 550 600 Lunghezza d onda [nm] Lo standard di accuratezza fotometrica richiesto da molte farmacopee è una soluzione di bicromato di potassio
Soluzioni Standard per Luce Diffusa Trasmittanza [AU] 100 KCl 200 nm 80 60 40 20 NaI 220 nm NaNO 2 340 nm 0 200 250 300 350 400 450 500 600 700 Lunghezza d onda [nm] I più comuni standard per luce diffusa e le rispettive lunghezze d onda usate
Toluene in Esano (0.02% v/v) 0.5 Picco 0.442 AU Assorbanza [AU] 0.4 0.3 0.2 Valle 0. 275 AU Rapporto 1.61 0.1 258 260 262 264 266 268 270 272 274 276 Lunghezza d onda [nm] La risoluzione è stimata prendendo il rapporto dell assorbanza del massimo vicino a 269 nm e il minimo vicino a 266 nm.
Analisi di Conferma 1.0 Caffeina 0.8 Assorbanza [AU] 0.6 0.4 0.2 264 nm 274 nm 284 nm Acido salicilico 0.0 250 260 270 280 290 300 310 320 Lunghezza d onda [nm] Nell analisi di conferma, si usa l assorbanza ad una o più ulteriori lunghezze d onda per quantificare un campione
Similarità Spettrale Normalizzato Normalizzato 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 Incognito Standard 250 300 Lunghezza d onda [nm] Incognito Standard 250 300 350 400 Lunghezza d onda [nm] Standard [AU] Standard [AU] 0.3 0.2 0.1 0.0 0.0 0.5 1.0 1.5 Incognito [mau] 0.3 0.2 0.1 0.0 Correlazione = 0.999 Correlazione = 0.056 0.0 0.1 0.2 0.3 Incognito [mau] Grafici comparativi di spettri simili e dissimili
Precisione e Accuratezza Precisione Precisione + Precisione Precisione + Accuratezza Accuratezza Accuratezza + Accuratezza +
Uso dell UV Cinetica dell Idrolisi del Sultone Assorbanza [AU] Lunghezza d onda [nm]
Spettrometro Convenzionale La geometria più semplice si trova negli strumenti a singolo raggio. Per effettuare la misura, si introduce prima il bianco e se ne misura la I o. Quindi si introduce il campione (utilizzando la stessa cuvetta) e se ne misura la I, e lo strumento ne calcola a scelta la trasmittanza o l assorbanza. Rivelatore Fenditura d ingresso Dipsositivo di dispersione Fenditura d uscita Monocromatore Campione Gli strumenti a raggio singolo sono poco costosi, hanno alta resa luminosa, e perciò alta sensibilità, a causa della semplicità del sistema. Lo svantaggio sta nel tempo che deve intercorrere tra le due misure e nell aumento dei problemi di deriva. Sorgente
Rivelazione Spettrofotometrica a diode array Un rivelatore spettrofotometrico a diode-array usa una batteria di rivelatori e una configurazione ottica inversa, con il dispositivo di dispersione collocato dopo il campione. Si ha il vantaggio che solo la luce passante sull asse dalla sorgente alla fenditura prima del dispositivo di dispersione raggiunge il rivelatore; la luce avente altri angoli viene scartata. Così la luce ambiente non interferisce e si può lasciare aperta la zona del campione, rendendo il sistema più facile da utilizzare e versatile. Sorgente Campione batteria di diodi Dispositivo di dispersione Fessura d ingresso Policromatore La luce di tutte le lunghezze d onda colpiscono il diode-array e sono misurate simultaneamente. Lo spettro si recupera per scansione elettronica della batteria. In principio, gli spettrofotometri a diode-array possono avere una geometria a raggio singolo o doppio ma, in pratica, i vantaggi dei primi si combina bene con il rivelatore a diode-array.