Spettroscopia
La spettroscopia è lo studio della luce in funzione della lunghezza d'onda che è stata emessa, riflessa o fatta brillare attraverso un solido, liquido o gas. Per essere analizzato il prodotto chimico viene riscaldato, perché le cose calde brillano e ogni prodotto chimico brilla in modo diverso. Le varie lunghezze d'onda del bagliore formano uno spettro di colori che differisce in qualche dettaglio dagli altri prodotti chimici. La spettroscopia separa e misura la luminosità delle diverse lunghezze d'onda. Può identificare le sostanze chimiche in una miscela e determinare altre cose, come ad esempio quanto è calda la cosa.
La spettroscopia permette agli scienziati di indagare ed esplorare cose che sono troppo piccole per essere viste al microscopio, come le molecole e le particelle subatomiche ancora più piccole come protoni, neutroni ed elettroni. Ci sono strumenti speciali per misurare e analizzare queste onde luminose.
La fiamma dell'alcool e il suo spettro
Metodi
La spettroscopia a infrarossi misura la luce nello spettro elettromagnetico dell'infrarosso. Il punto forte della spettroscopia IR è che è molto utile per identificare i gruppi funzionali delle molecole organiche. L'assorbimento della luce infrarossa da parte delle molecole organiche causa vibrazioni molecolari. Le frequenze vibrazionali sono uniche per i singoli gruppi funzionali. Lo spettro IR è dato graficamente dalla trasmittanza (%) contro il numero di onde (cm-1)
La cristallografia a raggi X può osservare la struttura di una molecola cristallina. La nuvola di elettroni di ogni atomo diffrange i raggi X rivelando così le posizioni degli atomi. Varie molecole inorganiche e organiche possono essere cristallizzate e utilizzate in questo metodo, tra cui DNA, proteine, sali e metalli. Il campione utilizzato per l'analisi non viene distrutto.
La spettroscopia ultravioletta-visibile usa la luce visibile e ultravioletta per guardare quanto di una sostanza chimica è presente in un liquido. Il colore della soluzione è la base di come funziona l'UV-Vis. Il colore della soluzione con cui stiamo lavorando è colorato a causa della sua composizione chimica. Quindi la soluzione assorbe alcuni colori della luce e riflette altri colori, la luce che riflette è il colore della soluzione. La spettroscopia UV-Vis funziona facendo passare la luce attraverso un campione della vostra soluzione e determinando quanta luce viene assorbita dalla soluzione.
La risonanza magnetica nucleare può osservare i nuclei. Utilizza le proprietà magnetiche di certi nuclei, i più comuni sono 13C e 1H. Lo strumento NMR genera un grande campo magnetico che fa agire i nuclei come piccoli magneti a barra. I nuclei si allineano con il campo magnetico dello strumento o contro di esso. A questo punto abbiamo due possibili orientamenti, i nuclei potrebbero essere in α o β. Successivamente i nuclei sono esposti a onde radio che fanno passare α all'orientamento β. Quando si verifica questo cambiamento, l'energia viene emessa e rilevata. I dati vengono interpretati graficamente (Intensità vs. spostamenti chimici in ppm) da un sistema informatico. L'NMR non distrugge il campione che si usa per l'analisi. Qui sotto c'è un sistema NMR a 900 MHz.
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Domande e risposte
D: Che cos'è la spettroscopia?
R: La spettroscopia è lo studio della luce in funzione della lunghezza dell'onda che è stata emessa, riflessa o fatta brillare attraverso un solido, un liquido o un gas.
D: Perché i chimici riscaldano una sostanza chimica durante la spettroscopia?
R: Ogni sostanza chimica si illumina in modo diverso quando viene riscaldata e la spettroscopia analizza il bagliore della sostanza chimica per determinare il suo spettro di colori a lunghezza d'onda che differisce dagli altri.
D: Come fa la spettroscopia a differenziare le diverse sostanze chimiche?
R: La spettroscopia separa e misura la luminosità delle diverse lunghezze d'onda del bagliore delle sostanze chimiche.
D: Cosa può determinare la spettroscopia, oltre a identificare le sostanze chimiche?
R: La spettroscopia può determinare quanto è caldo l'oggetto analizzato.
D: Qual è il vantaggio della spettroscopia?
R: La spettroscopia permette agli scienziati di indagare ed esplorare cose troppo piccole per essere viste al microscopio, come le molecole e le particelle subatomiche.
D: Cosa è necessario per misurare e analizzare le onde luminose nella spettroscopia?
R: Per misurare e analizzare le onde luminose nella spettroscopia sono necessari strumenti speciali.
D: Quali sono alcuni esempi di particelle subatomiche che possono essere studiate attraverso la spettroscopia?
R: Le particelle subatomiche come i protoni, i neutroni e gli elettroni possono essere studiate attraverso la spettroscopia.
