metodi spettrali
metodi spettrali
Metodi di caratterizzazione chimico-fisica e di analisi chimica della materia (più propriamente indicati come metodi spettroscopici), basati sullo studio della radiazione elettromagnetica da essa emessa o assorbita. Mentre inizialmente la spettroscopia utilizzava la luce visibile per la caratterizzazione delle sostanze, modernamente è diventato di largo uso l’utilizzo di radiazioni elettromagnetiche diverse, come i raggi X, l’infrarosso (IR) o i raggi ultravioletti UV, e le radiazioni ottenute con il laser. Alla spettroscopia viene comunemente associata anche la spettrofotometria, impiegata per misurare la concentrazione di una determinata specie chimica attraverso l’analisi dell’assorbimento o dell’emissione di radiazioni da parte della sostanza. I metodi spettroscopici vengono suddivisi in varie classi a seconda della fonte di eccitazione oppure in base al processo chimico-fisico in gioco. Tra di essi sono di fondamentale importanza e largo impiego le tecniche basate sulla radiazione infrarossa usata per eccitare i modi vibrazionali delle molecole, per cui l’esame dello spettro trasmesso o, più frequentemente, assorbito ne fornisce un’impronta digitale univoca. Largamente utilizzata è anche la spettroscopia UV/Vis, nella quale si studia l’assorbimento della luce ultravioletta o visibile, associato a transizioni fra diversi stati elettronici. La spettroscopia Raman, che nelle varianti moderne fa uso di fasci laser, è basata sul fatto che una piccola frazione della radiazione incidente viene diffusa con una energia che può differire da quella incidente di una entità corrispondente alla separazione fra i livelli vibrazionali. Tale fenomeno dipende dalla polarizzabilità delle molecole anziché dal loro momento dipolare, per cui permette di studiare molecola omonucleari del tipo A-A, che non possono essere osservate con l’IR. Nella spettroscopia di assorbimento atomico, invece, si sfrutta la capacità di un atomo o di uno ione, generato per riscaldamento ad alte temperature, di assorbire una caratteristica lunghezza d’onda. A differenza delle molecole, però, gli atomi non contengono sottostrutture rotazionali o vibrazionali e pertanto l’assorbimento della radiazione elettromagnetica avviene a una sola frequenza d’onda. La spettroscopia di emissione atomica è simile alla precedente, con la differenza che in questo caso non è necessaria una sorgente luminosa, poiché si studia lo spettro emesso da atomi presenti in una fiamma o in un altro mezzo capace di promuoverli in stati elettronici eccitati, dai quali essi decadono nello stato fondamentale emettendo una radiazione caratteristica la cui intensità è correlata alla concentrazione dell’elemento nel campione. La spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR), infine, è basata sulle proprietà magnetiche dei nuclei di alcuni atomi.