Tecniche di Caratterizzazione

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

2. 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 n = Indice di rifrazione n>1 cm<c c/n Velocità della luce nella materia

3. 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

4. Posizione lmax = DE = Ee2-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 E E = hn 40-300 kcal/mol 200 nm Ee2 Ee1

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

6. Spettroscopia UV-visibileLegge 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

7. Lo Spettrofotometro • Sorgente • Monocromatore • Cella portacampione • Rilevatore • Registratore

8. Applicazioni QuantitativeCurva 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).

9. 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

10. 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).

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