Riassunto esame Chimica analitica 2

Sommario

Assorbimento atomico

• Tipi di strumenti ............................................................................................................................................ 5
• Processo di atomizzazione ............................................................................................................................. 5
• Sorgenti ............................................................................................................................................................. 5
• Lampada a catodo cavo ................................................................................................................................. 6
• Lampade a radiofrequenza ........................................................................................................................... 7
• Atomizzatori ...................................................................................................................................................... 7
• Fiamma .......................................................................................................................................................... 7
• Bruciatore ...................................................................................................................................................... 8
• Bruciatori a consunzione parziale ................................................................................................................. 8
• Bruciatori a consunzione totale .................................................................................................................... 8
• Fornetto di grafite ............................................................................................................................................. 9
• Interferenze ....................................................................................................................................................... 9

Cromatografia generale

• Metodi cromatografici ..................................................................................................................................... 11
• Meccanismi chimico-fisici usati in gascromatografia .................................................................................. 11
• Tecniche cromatografiche ........................................................................................................................... 11
• Il Cromatogramma ........................................................................................................................................... 12
• Analisi del cromatogramma ........................................................................................................................ 12
• Coefficiente di ripartizione .......................................................................................................................... 13
• Fattore di capacità ....................................................................................................................................... 13
• Fattore di selettività .................................................................................................................................... 14
• Picchi asimmetrici ........................................................................................................................................ 15
• Capacità di carico ......................................................................................................................................... 15
• Efficienza .......................................................................................................................................................... 15
• Altezza di un piatto teorico ......................................................................................................................... 16
• Teoria delle velocità .................................................................................................................................... 17
• Risoluzione ....................................................................................................................................................... 20
• Effetto di k’ α e N su Rs ................................................................................................................................ 20

Emissione atomica

• Fiamma (FAES) ................................................................................................................................................. 22
• Plasma ............................................................................................................................................................. 221
• Plasma in corrente continua ........................................................................................................................ 23
• Plasma accoppiato induttivamente ................................................................................................................. 23
• Interferenze ................................................................................................................................................. 24
• Tipi di strumenti .............................................................................................................................................. 24
• Sistemi sequenziali ...................................................................................................................................... 24
• Strumenti simultanei ................................................................................................................................... 24

Gascromatografia

• Misuratori di flusso .......................................................................................................................................... 26
• Rotamero ..................................................................................................................................................... 26
• Flussimetro a bolla di sapone ...................................................................................................................... 26
• Flussimetro a conducibilità termica ............................................................................................................ 26
• Sistemi di introduzione del campione ............................................................................................................. 26
• Iniettore convenzionale ............................................................................................................................... 27
• Iniettore split-splitless ................................................................................................................................. 27
• Valvola di introduzione del campione ............................................................................................................. 27
• Forno ............................................................................................................................................................... 27
• Rilevatori .......................................................................................................................................................... 27
• Rilevatore a conducibilità termica (TCD) ..................................................................................................... 27
• Rilevatore a ionizzazione in fiamma (FID) ................................................................................................... 28
• Rilevatore a cattura di elettroni .................................................................................................................. 28
• Rilevatore a fotoionizzazione ...................................................................................................................... 28
• Rilevatore a Fotometria in fiamma .............................................................................................................. 29
• Colonne ............................................................................................................................................................ 29
• Materiali di supporto per la fase stazionaria in GC ..................................................................................... 29
• Fasi stazionare impiegate in cromatografia di adsorbimento ..................................................................... 29
• Fasi stazionare impiegate in cromatografia di ripartizione ......................................................................... 30
• Gas cromatografia con fase stazionaria legata (BPC) .................................................................................. 30

HPLC

• Tipi di cromatografia liquida:....................................................................................................................... 31
• Schema di funzionamento ............................................................................................................................... 32
• Preparazione campioni ................................................................................................................................ 32
• Pompe per HPLC .......................................................................................................................................... 32
• Sistema di iniezione ..................................................................................................................................... 33
• Rilevatori...................................................................................................................................................... 33
• Colonne usate in HPLC ................................................................................................................................. 332
• Fasi stazionarie ............................................................................................................................................ 34
• Scelta della fase mobile ................................................................................................................................... 34
• Forza di eluizione ......................................................................................................................................... 34
• Serie eluotropiche ....................................................................................................................................... 34
• Eluizione a gradiente di concentrazione ..................................................................................................... 35
• Selettività ......................................................................................................................................................... 35
• Triangolo di selettività ................................................................................................................................. 35
• Miglioramento dell'efficienza ...................................................................................................................... 36
• Esempio di analisi ............................................................................................................................................ 37

Luminescenza

• Fluorescenza .................................................................................................................................................... 38
• Rilassamento vibrazionale ........................................................................................................................... 38
• Conversione interna .................................................................................................................................... 39
• Conversione esterna .................................................................................................................................... 39
• Spettri di eccitazione ................................................................................................................................... 39
• Resa quantica .............................................................................................................................................. 39
• Fluorescenza e struttura .............................................................................................................................. 40
• Esempi di analisi .......................................................................................................................................... 40
• Proprietà analitiche della fluorescenza ....................................................................................................... 41
• Strumenti ..................................................................................................................................................... 41
• Fosforescenza .................................................................................................................................................. 41
• Esempi di analisi .......................................................................................................................................... 42
• Fosfimetri..................................................................................................................................................... 42
• Chemioluminescenza ....................................................................................................................................... 42
• Esempi di analisi .......................................................................................................................................... 43

Spettrometria di massa

• Introduzione del campione ............................................................................................................................. 44
• Introduzione a sonda ................................................................................................................................... 44
• Introduzione a carica ................................................................................................................................... 45
• Ionizzazione ..................................................................................................................................................... 45
• Maldi ............................................................................................................................................................ 45
• Impatto elettrico ......................................................................................................................................... 45
• Analizzatori ...................................................................................................................................................... 46
• Risoluzione ................................................................................................................................................... 46
• Massa esatta e massa nominale .................................................................................................................. 463
• Quadrupolo.................................................................................................................................................. 46
• Selettore magnetico .................................................................................................................................... 47
• Analizzatore a tempo di volo ....................................................................................................................... 48
• Analizzatori a tempo di volo con riflessione ................................................................................................ 49
• Analizzatori a trappola ionica ...................................................................................................................... 49
• Trappole ioniche lineari ............................................................................................................................... 50
• Ciclotrone .................................................................................................................................................... 50
• Ciclotroni accoppiati a trasformata di Fourier (FT-ICR) ............................................................................... 51
• Orbitrap ....................................................................................................................................................... 514

Assorbimento atomico

La tecnica spettrofotometrica in assorbanza è usata per l'analisi quantitativa degli elementi. Il campione atomizzato viene investito da un fascio di fotoni a un'opportuna lunghezza d'onda per avere assorbimento; successivamente, esso viene rilevato e usato per ricavare la concentrazione dell'analita. L'intervallo di utilizzo è da 193 a 852 nm con limiti di rilevabilità che vanno dagli 1-20 ppb per la fiamma ai 2x10^-3 – 10^-2 ppb nel caso del fornetto di grafite.

Le tecniche usate si dividono in base al tipo di atomizzazione:

• GFAAS: spettroscopia di assorbimento con atomizzazione elettrotermica tramite fornetto di grafite, tecnica estremamente sensibile e che richiede poco volume di campione.
• FAAS: spettroscopia di assorbimento con atomizzazione termica a fiamma, tecnica meno soggetta ad interferenze da parte della matrice e più usata ma meno sensibile.
• HGA: metodo basato sulla formazione di idruri volatili, tecniche molto sensibili ma con bassa riproducibilità, non adatta nel caso di matrici complesse.

Tipi di strumenti

Come per la spettroscopia di assorbimento molecolare, gli strumenti possono essere:

• Singolo raggio: costituiti da un alimentatore modulato, una lampada, un atomizzatore, un monocromatore e un amplificatore.
• Doppio raggio: in questo caso, oltre ai componenti elencati sopra, è presente un chopper che sdoppia il raggio proveniente dalla sorgente: una parte andrà al campione mentre l'altra viene usata come riferimento per eventuali variazioni di intensità della sorgente o fluttuazioni del sistema elettronico.

Notare che in entrambi i casi il monocromatore ha lo scopo di isolare la radiazione della sorgente da eventuali righe adiacenti e/o parassite provenienti dalla fiamma.

Processo di atomizzazione

Questo processo trasforma l'analita presente in soluzione in un vapore atomico in modo da poi essere analizzato. Le fasi sono:

• Nebulizzazione
• Desolvatazione, in questa fase l'analita è allo stato solido
• Vaporizzazione, si passa allo stato gassoso
• Atomizzazione, si forma l'analita libero
• Eccitazione
• Eventuale ionizzazione

Sorgenti

In assorbimento atomico è essenziale fornire al campione una radiazione il più possibile monocromatica, questo a causa delle righe di assorbimento atomiche, le quali sono molto strette. Se all'analita venisse fornita una radiazione con larghezza di banda efficace più grande... (testo troncato per lunghezza massima del documento).