2- TRANSIZIONI ELETTRONICHE/ASSORBIMENTO E LIVELLI ENERGETICI IN UN ATOMO E IN UNA MOLECOLA

Question 1

quali sono le regioni dello spettro UV/vis

Answer 1

sono 3:
-UV lontano (10-200 nm)
-UV vicino (200-380 nm)
-visibile (380-780 nm)

Question 2

su cosa si basa la spettrofotometria molecolare UV/vis di assorbimento

Answer 2

si basa sulla caratteristiche di alcune molecole di assorbire radiazioni con una lunghezza d’onda tra UV vicino e visibile

Question 3

a che cosa porta l’assorbimento di radiazioni

Answer 3

comporta delle transizioni elettroniche tra i livelli energetici: l’atomo presenta pochi livelli energetici infatti il suo spettro atomico è a righe; la molecola presenta anche i livelli vibrazionali e rotazionali infatti ha uno spettro molecolare a bande.

Question 4

quali sono gli assorbimenti caratteristici dei composti organici

Answer 4

σ –> σ* richiedono energie elevate e cadono nella regione del UV lontano

π–>π* sono tipiche dei doppi legami isolati o coniugati e degli anelli aromatici

n–>σ/n–>π sono tipiche dei composti che contengono doppietti liberi

Question 5

che cos’è la legge di Lambert-Beer

Answer 5

è la legge che descrive quantitativamente l’assorbimento delle radiazioni elettromagnetiche: per una radiazione monocromatica esiste una relazione empirica tra assorbanza e concentrazione della slz

Question 6

formula della legge di Lambert-Beer e spiegazione

Answer 6

A = ε b C

A è l’assorbanza, ovvero l’energia radiante assorbita dal campione

ε è il coefficiente di assorbimento molare

b è il cammino ottico, ovvero lo spessore della slz attraversato dalla radiazione

C è la concentrazione della slz

Question 7

formula della trasmittanza e spiegazione

Answer 7

T= I/I0

I è l’intensità della radiazione uscita dal campione

I0 è l’intensità della radiazione incidente

Question 8

come calcolare l’assorbanza con la trasmittanza

Answer 8

A= log 1/T

Question 9

quali sono i fattori che possono deviare la legge di Lambert-Beer

Answer 9

possono essere fattori fisici, chimici, strumentali o operativi:

FATTORI CHIMICI E FISICI
-le slz devono essere diluite se no potrebbero formarsi dei polimeri
-le variazioni di temperatura possono provocare scostamenti della linearità
-se la slz è torbida una parte della radiazione incidente viene persa a causa della diffusione

FATTORI STRUMENTALI
-la banda passante del monocromatore dev’essere il più stretta possibile

FATTORI OPERATIVI
-errori dell’operatore (pesata, pulizia delle cuvette, ecc…)

Question 10

qual è lo strumento utilizzato per misurare l’assorbimento di radiazioni da parte delle slz e quali sono le sue parti (in generale)

Answer 10

si utilizza lo SPETTROFOTOMETRO, formato da:

-SORGENTE una lampada che emette radiazioni comprese nella regione spettrale di misura

-MONOCROMATORE un dispositivo che seleziona le radiazioni con una lunghezza d’onda opportuna per la misura

-CAMPIONE viene inserito nel compartimento delle cuvette

-RIVELATORE misura l’intensità della radiazione in uscita dal campione

-RISPOSTA viene registrata da un computer

Question 11

quali sorgenti possono esistere

Answer 11

le lampade possono emettere radiazioni nella regione dell’UV, del visibile o di entrambi:

-le lampade a FILAMENTO DI TUNGSTENO emettono radiazioni nel visibile

-le lampade a DEUTERIO emettono radiazioni nel campo dell’UV

-le lampade allo XENOT emettono radiazioni sia nel campo dell’UV che nel campo del visibile

Question 12

funzione del monocromatore

Answer 12

la radiazione emessa della sorgente è policromatica e viene fatta convergere nel monocromatore tramite un sistema di lenti o specchi.
il monocromatore deve scomporre la radiazione in bande monocromatiche

Question 13

tipi di monocromatori

Answer 13

-FILTRI usati negli spettrofotometri più economici perchè essendo di vetro non possono essere utilizzati per l’analisi UV

-PRISMI il raggio di luce policromatica viene diviso nelle sue componenti monocromatiche per RIFRAZIONE

-RETICOLI (2 tipi):
+reticoli di DIFFRAZIONE costituiti da
superfici trasparenti rivestite da materiale
opaco, su cui sono incise delle minuscole
fenditure

         \+reticoli a RIFLESSIONE costituiti da una 
           superficie riflettente piana o concava su cui è 
           incisa una serie di solchi

Question 14

caratteristiche e tipi di cuvette

Answer 14

hanno 2 facce trasparenti e 2 facce opache una di fronte all’altra: la distanza tra le facce trasparenti è chiamata cammino ottico.

ci sono diversi tipi di cuvette:
-cuvette di vetro ottico o di POLISTIRENE trasparenti alla luce visibile
-cuvette di quarzo trasparenti all’UV e al visibile

Question 15

funzione dei rivelatori

Answer 15

trasformano l’energia radiante in un segnale elettrico

Question 16

tipi di rivelatori (cosa sono, come funzionano e dove si usano)

Answer 16

-CELLULE FOTOVOLTAICHE E CELLULE FOTOCONDUTTIVE comprendono un semiconduttore i quali elettroni possono essere eccitati con facilità: le radiazioni UV e visibili hanno energie sufficiente per provocare queste transizioni elettroniche.
Le transizioni elettroniche generano una corrente elettrica.
Questi strumenti funzionano in un intervallo di spettro abbastanza ristretto, ma hanno costi contenuti.

-FOTOTUBI sono costituiti da due elettrodi contenuti in un’ampolla di quarzo o di vetro sotto vuoti.
Le radiazioni UV e visibili hanno energia sufficiente per creare l’effetto FOTOELETTRICO: l’emissione di elettroni da parte di alcuni materiali colpiti da questa radiazione.
Sono utilizzati in strumenti di medio costo, perchè sono migliori delle cellule fotovoltaiche e fotoconduttive.

-FOTOMOLTIPLICATORI variante dei fototubi con sensibilità maggiore.
La radiazione investe il CATODO, viene trasmessa a un DINODO e poi agli altri e si moltiplica fino ad arrivare all’ANODO.
Sono costosi e vengono usati negli strumenti con alte prestazioni.

-FOTODIODI si basano sulle proprietà di semiconduttore del SILICIO CRISTALLINO