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Colorimetro, ITIS Cannizzaro, Catania, Italy
Fig 1:
Colorimetro ELVI 1
Colorimetro monovaschetta con monocromatore a filtri di vetro colorati. Ampiezza della banda passante larga. Basso potere risolvente.
Fig 2:
Colorimetro ELVI 2
Colorimetro con due vaschette con monocromatori a filtri di vetro colorati. Ampiezza della banda passante larga. Basso potere risolvente.
Perché quando siamo in crociera su una nave e guardiamo il mare non vediamo il fondale? Perché invece quando riempiamo la vasca da bagno riusciamo a vedere lo scarico sul fondo?
Evidentemente, l’intensità della radiazione luminosa diminuisce con l’aumentare della profondità dell’acqua. Una questione meno ovvia da stabilire è con quale modalità avvenga tale diminuzione. Per trovare delle risposte, bisogna prendere in considerazione l’analisi spettrochimica delle sostanze.
La spettroscopia si basa sul fatto che le molecole interagiscono con le radiazioni di diversa lunghezza d'onda e queste interazioni originano spettri in regioni diverse. Lo spettro viene rappresentato come un grafico che riporta l'energia emessa o assorbita in funzione della lunghezza d'onda o di un altro parametro elettromagnetico (la massa, il momento, la frequenza, etc.)
La strumentazione richiesta per gli studi spettroscopici è diversa per ogni regione dello spettro elettromagnetico. Dal momento che la luce colpisce il campione e si vuole misurare il cambiamento di essa in seguito all'evento, bisogna conoscere le leggi dell'assorbimento della luce e cioè:
La trasmittanza: è la frazione di radiazione che attraversa un mezzo che assorbe in modo uniforme.
T= I/I0 = radiazione trasmessa/radiazione incidente
L'assorbanza
È l'entità della radiazione assorbita, detta anche estinzione, è uguale al logaritmo del reciproco della trasmittanza.
Colorimeter
- CAMPIONE BIANCO = BLANK: is the reference spectrum for the photometer
- APPARECCHIO DI REGISTRAZIONE = DETECTOR: is a device who measures the amount of light adsorbed by solution
- FENDITURA MOBILE = DIFFRACTION GRATING: device who allows to obtain a fraction of the light diffracted in certain wavelength relative to the reflection of a comparison mirror.
- SPECCHIO = MIRROR
- CELLULA FOTOELETTRICA = PHOTOELECTRIC CELL OR PHOTOCELL: is a device whose electrical characteristics (e.g. current, voltage or resistance) change when light is incident upon it
- CAMPIONE COLORATO = COLORED SAMPLE: is a solution who adsorbs different quantity of light depending on intensity colour of sample
A = E = log 1/T = log I0/I
Il coefficiente di estinzione molare: corrisponde all'assorbanza di una soluzione 1M di un composto puro in condizioni standard di solvente, temperatura e lunghezza d'onda.
La legge di Lambert-Beer: esprime la relazione tra assorbanza, concentrazione della sostanza, spessore del campione.
A = ελ •c• d dove ελ = il coefficiente di estinzione molare della sostanza che assorbe la luce
c = concentrazione della sostanza
d = cammino ottico della radiazione nella soluzione
In altre parole l’assorbanza o estinzione è direttamente proporzionale alla concentrazione e allo spessore della soluzione attraversata.
In pratica questa proporzionalità si verifica solo se la radiazione impiegata è perfettamente monocromatica e in soluzioni opportunamente diluite. È sufficiente infatti, disporre di strumenti capaci di generare una luce monocromatica e di misurare l’estinzione subita dai raggi luminosi (nell’attraversare un determinato spessore della soluzione in esame) per risalire alla concentrazione.
Gli strumenti in grado di fare tutto ciò, si chiamano colorimetri e possono essere ottici o fotoelettrici. I primi si basano su una colorimetria di confronto, cioè in questi strumenti si confronta la colorazione di un campione incognito (ottenuta mediante un reattivo) con un campione a concentrazione nota. Facendo attraversare i due campioni da una radiazione di uguale intensità luminosa si avranno valori di adsorbimento diversi e da questi si risale alla concentrazione.
