Introduzione alla spettroscopia, equazioni e proprietà della radiazione elettromagnetica. Definizione di ampiezza, frequenza, lunghezza d’onda e numero d’onda. Panoramica delle energie associate alle diverse regioni spettrali. Interazioni tra materia e radiazione elettromagnetica: definizioni di assorbimento ed emissione. Definizione di Trasmittanza e Assorbanza. Definizione della legge di Lambert-Beer, dei suoi parametri e definizione dei campi di applicabilità della legge, sue specifiche e limitazioni: deviazioni strumentali dalla legge per radiazione policromatica e luce diffusa. Assorbanza sperimentale e teorica e correzione del bianco. Descrizione del comportamento additivo dell’assorbanza in miscele. Definizione di spettri di assorbimento. Caratteristiche degli spettri di assorbimento UV-visibile ed IR. Transizioni vibrazionali e modello dell’oscillatore armonico. Definizione del numero teorico di deformazioni vibrazionali.
Componenti strumentali per la spettrofotometria: sorgenti, monocromatori, filtri, celle porta campione, acquisizioni in riflettanza interna ed esterna, fibra ottica, interferometro di Michelson e trasformata di Fourier, rivelatori (tubi fotomoltiplicatori, diode array, dispositivi ad accoppiamento di carica). Spettrofotometri a singolo raggio, doppio raggio, e multicanale. Errori nella lettura dell’assorbanza: precisione relativa sull’assorbanza e range dinamico. Specifiche per l’acquisizione del segnale in spettrofotometri FT-IR e definizione del Singal-to-Noise ratio.
Spettroscopia di assorbimento UV-visibile: applicazioni qualitative e quantitative. Transizioni elettroniche e specie assorbenti, effetto della coniugazione sull’assorbimento; assorbimento per trasferimento di carica; determinazioni quantitative: rette di calibrazione, limitazioni e caratteristiche, condizioni operative, vantaggi e svantaggi; metodo delle aggiunte standard; determinazione di sostanze in miscele con picchi risolti e non risolti; titolazioni spettrofotometriche; determinazione della costante di equilibrio con diagramma di Scatchard; determinazione della costante di ionizzazione di un indicatore; studio della stechiometria di una reazione con il metodo delle variazioni continue (Job) ed il metodo del rapporto molare.
Spettroscopia di assorbimento IR: applicazioni qualitative e quantitative. Fattori che determinano l’aumento o la riduzione del numero di bande nello spettro; degenerazione, accoppiamento e bande di overtone; vibrazioni di stretching e bending; fattori che determinano intensità e frequenza di un banda di assorbimento; regioni caratteristiche dello spettro IR; accenno all’ interpretazione degli spettri IR; operazioni di background e post processing sugli spettri IR; limitazioni delle applicazioni quantitative della spettroscopia IR; accenno alla spettroscopia NIR (vicino infrarosso), alla strumentazione NIR, all’acquisizione del segnale e alle applicazioni in campo industriale.
Spettroscopia di fluorescenza: spettri di eccitazione ed emissione; relazione tra gli spettri di emissione e gli spettri di assorbimento; relazione tra spettri di emissione ed eccitazione; caratteristiche dei composti fluorescenti; relazione tra intensità di fluorescenza e concentrazione, limiti di applicabilità per mantenere la relazione lineare; struttura di uno spettrofluorimetro: sorgenti, monocromatori, celle porta campione, rivelatori. Applicazioni della spettroscopia di fluorescenza.
Introduzione alle separazioni analitiche e alle separazioni cromatografiche. Classificazione dei metodi cromatografici. Cromatografia di eluizione su colonna. Definizione di cromatogramma. Caratteristiche della colonna cromatografica; costanti di distribuzione, tempi di ritenzione, fattore di ritenzione, fattore di selettività. Efficienza della colonna cromatografica e sua descrizione; definizione di altezza dei piati e numero dei piatti teorici. Fattori che determinano l’efficienza della colonna cromatografica. Equazione di Van Deemter. Risoluz
