Post by SimonaCiao, mi hanno detto che con la spettrofotometria a raggi
infrarossi e' possibile determinare quantitativamente la
purezza di un composto organico.
Sono perplessa perche' tramite gli IR si ottiene uno
spettro che e' relativo ai gruppi funzionali che risuonano
nello spettro IR.
Poi se ci fosse un'altro composto che ha uno o piu' gruppi
funzionali
simili al primo, questo si sovrapporebbe.
Come e' possibile usare gli IR nella determinazione
quantitativa di una
sostanza organica ?
La tecnica non è molto adatta, per varie ragioni (te ne cito
solo alcune)
* le assorbività molari (epsilon) sono mediamente di molto
più piccole a quelle nel visibile e UV. Questo comporta un
notevole indebolimento del segnale.
A quanto sopra sommaci il fatto che le sorgenti IR sono meno
intense delle lampade UV vis, e pure questo comporta
indebolimento del segnale.
Se poi consideri che il RUMORE termico è parecchio superiore
al rumore "ottico" (che guarnizioni ben fatte nell'ottica
riducono a valori bassi, mentre nel primo caso servirebbe
termostatare tutto con camicia fredda), ne risulta che il
rapporto segnale / rumore dell'infrarosso è estremamente
peggiore che nell'UV vis, e da esso dipende l'accuratezza
delle misure.
* ci sono abbastanza poche zone pianeggianti nello spettro
perché i picchi sono molto stretti e con fianchi ripidi =>
sicché una moderata incertezza (tolleranza) sul baricentro
della banda passante comporta notevoli errori in
trasmittanza (e poi in assorbanza), quindi anche la
selezione della lambda analitica non è agevole
* interferenze di matrice e di altre sostanze : mediamente
molto più frequente (specialmente che nel VISIBILE, nell'UV
in effetti le interferenze tendono a ripresentarsi tanto più
spesso quanto più gli UV sono "duri"). Solo sostanze pure
(non in miscela) in solventi adatti e poverissimi di picchi
o meglio stato solido si riescono a esaminare. Tra l'altro,
a causa della questione signal-to-noise ratio (molto
scadente) le soglie minime di rivelabilità anche solo
qualitativa nell'IR sono parecchio più alte (peggiori) che
in UV vis
imho questa tecnica ha una valenza solo ai fini di
delucidazione strutturale, molto poco adatta a dosaggi
quantitativi.
Questo per quanto riguarda la tua ULTIMA domanda, che però
non è, anche se lo può sembrare (perché usi lo stesso
termine, imho impropriamente) sinonimo di quella in
introduzione.
Mi spiego meglio : per analisi quantitativa si intende un
dosaggio, trovare una misura ASSOLUTA, di concentrazione. E
per questa l'IR non è adatta, è poco sensibile e poco accurata.
Tutt'altra questione è la determinazione della purezza (qui
l'aggettivo quantitativo, che come tale crea confusione con
la seconda domanda, non è né utile né essenziale).
Ai fini della purezza serve trovare valori "differenziali",
ossia rapporti di assorbanze, e qui le cose già diventano
fattibili (perlomeno se la miscela non contiene solo TRACCE
dei componenti, ma ciascuno è presente ben al di sopra della
sua rivelabilità, con un segnale ben sopra la linea di base,
come sostanza singola).
Salvo interazioni interne (ed è un'incognita in realtà : le
interazioni possono esserci eccome
dicevo, salvo interazioni interne, lo spettro di una miscela
non è che la sovrapposizione algebrica, punto a punto, di
quello delle singole sostanze, ossia è una somma
"ponderata". Ad ogni numero d'onda, ogni sostanza da un suo
contributo all'assorbanza totale proporzionale alla sua
epsilon a quella frequenza x la sua frazione molare nella
miscela.
Quindi, a patto che sia qualitativamente nota la miscela
(devi sapere l'identità di tutte le sostanze, ed anche avere
i rispettivi spettri "puri"), si può con calcoli adatti
decomporre lo spettro somma nello spettro delle componenti.
Tutte le epsilon di ciascuna sostanza e a ciascuna lambda
sono note, le incognite restanti sono i coefficienti
moltiplicativi.
In teoria (matematicamente, in assenza di errori), stimo
(faccio un'ipotesi però, bada) sarebbe sufficiente un
campionamento dello spettro con altrettanti valori per avere
un sistema determinato.
In pratica, considerati gli errori, sarebbe conveniente
averne anche di più (in realtà si hanno TUTTI, ma bisogna
scegliere quali usare, gli altri si usano solo per
verificare il calcolo ricostruendo uno spettro artificiale
simulato, per sintesi) e poter scegliere valori da zone in
cui solo una sostanza alla volta da un segnale forte e tutte
le altre poco intense. Se gli spettri sono simili questo non
è semplice.
Cmq questa rimane una determinazione di purezza, non
quantitativa nel senso che non viene dosata NESSUNA delle
componenti, ma si trovano solo le proporzioni relative.