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Nel grafico assorbanza-concentrazione, se facciamo misure di assorbanza della stessa sostanza a concentrazioni via

via maggiori, troviamo che c’è una deviazione dal comportamento lineare teorico, cioè per valori elevati di

concentrazione e quindi per valori elevati di assorbanza, l’andamento lineare si perde e comincia a venir fuori una

sorta di saturazione, per cui più di tanto non aumenta più. Ciò è un dato sperimentale che suggerì ai chimici del

tempo di lavorare a basse concentrazioni, cosa che viene fatto tutt’oggi.

Come funzionano gli strumento?

Lo schema concettuale di uno spettrofotometro è: una sorgente capace di emettere luce a tutte le lunghezze d’onda

che mi servono. Tale luce che apparentemente appare bianca (perché composizione di tante lunghezze d’onda

differenti), viene prima limitata da una fenditura in modo che selezioni un fascio sottile di luce, subito dopo abbiamo

un prisma che viene chiamato elemento di dispersione. I prismi sono oggetti che sono in grado di separare i vari

colori della luce perché ogni lunghezza d’onda che incide sulla prima faccia del prisma per rifrazione entra all’interno

cambiando direzione ed incontrando la faccia di uscita del prisma, facendo una seconda deviazione ed è

nuovamente deviata. L’anglo complessivo di deviazione dipende dalla lunghezza d’onda, il che vuol dire che

lunghezza d’onda più piccole subiscono un angolo di deviazione maggiore. Una luce rossa viene deviata da un certo

angolo, mentre una luce blu iene deviata di più. Possiamo selezionare le lunghezza d’onda, mettendo dopo il prisma

un'altra fenditura che mi va ad intercettare su tutto lo spettro di colori un solo colore. Se voglio cambiare lunghezza

d’onda basta che io ruoti il prisma in un verso o in un altro e la fenditura in uscita mi intercetta un colore o un altro.

Gli spettrofotometri funzionano in continua, cioè questo prisma viene ruotato in continuazione, cioè si incomincia

con una certa lunghezza d’onda e si passano tutte le lunghezza d’onda del campione ed ogni volta che il prisma ha

una certa posizione so quale lunghezza d’onda passa e so quale intensità associare a quella lunghezza d’onda.

Genero quindi uno spettro.

Ad oggi viene fatta una sofisticazione che è basata sullo stesso principio. Fino all’elemento di dispersione abbiamo la

medesima procedura, dopo invece di utilizzare una fenditura che seleziona il colore, viene utilizzato direttamente un

rilevatore che cattura tutto, cioè una rete di fotodiodi capaci di catturare in una sola volta tutto lo spettro.

Abbiamo due differenti elementi di dispersione, una è il prisma e l’altra sono dei reticoli a diffrazione cioè degli

oggetti la cui superficie ha delle tracce o fessure o scalini periodici. Un esempio del seguente tipo è un CD.

I reticoli hanno un vantaggio rispetto ai prismi perché non ci danno soltanto un ventaglio di uscita, ma ce ne danno

più di uno chiamati ordini.

In generale, negli spettrofotometri più evoluti abbiamo due cuvette. Per quanto riguarda la parte iniziale, ricalcano

quanto detto prima, però invece di avere il rilevatore dopo la fenditura che seleziona il colore, abbiamo un sistema

di specchi che dividono il fascio di luce selezionato in due parti della stessa intensità energetica. Tale divisione viene

realizzata tramite specchi chiamati semiriflettenti. Sono specchia argentati solo parzialmente per cui la luce un po’ si

riflette e un po’ l’attraversa. Uno fascio attraversa il campione e va a finire su rilevatore come prima, un altro

attraversa una cuvetta identica contenete la stessa soluzione acquosa tranne la sostanza che assorbe il colore,

chiamata riferimento ed ha anche lui un rilevatore autonomo. Tale spettrofotometro, che nel seguente caso è

chiamato a doppio raggio, tiene conto che io voglio andare a vedere quanto assorbe la mia sostanza a quella

lunghezza d’onda, ma mi permette di sapere anche se solo in contenitore e la soluzione acquosa assorbono

qualcosa. Eventualmente dovrò sottrarre tale intensità, perché non è realmente assorbita dalla sostanza che io vado

a considerare.

Nel caso di spettrofotometri a singolo raggio quello che bisogna fare è fare una misura d’intensità trasmessa su una

cuvetta contenete tutto tranne il nostro colorante e misurare quindi un bianco, poi mettiamo la cuvetta contenete il

nostro colorante, otterremo una nuova misura e infine dovremo sottrarre le due misure, cioè togliere alla seconda

misura quella fatta con il bianco. Tale laboriosità è fatta automaticamente con quelli a doppio raggio.

ESEMPIO 1.


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Ing_bio

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DETTAGLI
Esame: Biomateriali
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria biomedica
SSD:
Università: Pisa - Unipi
A.A.: 2018-2019

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Ing_bio di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Biomateriali e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Pisa - Unipi o del prof Lazzeri Luigi.

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