12.7 : Spettrometri UV-Vis

L'assorbanza delle radiazioni UV e visibili (UV-visibile) viene misurata utilizzando uno spettrofotometro UV-visibile. Le lampade al deuterio, che emettono radiazioni UV, e le lampade al tungsteno, che producono radiazioni nella regione visibile, vengono utilizzate come sorgenti luminose negli spettrofotometri UV-visibile. Un monocromatore o prisma viene utilizzato per il reticolo di diffrazione, ovvero per dividere la radiazione in arrivo in diverse lunghezze d'onda. Un sistema di fenditure viene utilizzato per focalizzare la lunghezza d'onda desiderata sulla cella campione. I campioni per lo spettrofotometro UV-visibile devono essere in fase liquida. Pertanto, i composti organici solidi devono essere sciolti in un solvente adatto prima dell'analisi. Il campione viene quindi inserito in un portacampioni noto come cuvetta. A seconda del campione e della radiazione utilizzata, la cuvetta può essere realizzata con cristallo di quarzo, vetro o plastica. Le celle campione in vetro o plastica vengono utilizzate nella spettroscopia visibile perché i loro cutoff spettrali sono intorno a 350 nm, il che significa che trasmettono efficacemente la luce visibile ma assorbono i raggi UV. La spettroscopia UV utilizza celle di quarzo con un cutoff inferiore di circa 200 nm per consentire la trasmissione della luce UV.

Poiché il solvente assorbirà anche la luce, viene utilizzato un campione vuoto del solo solvente prima di analizzare il campione effettivo. La selezione di un solvente adatto per la spettroscopia ultravioletta è fondamentale per misurazioni accurate dell'assorbanza. Acqua, etanolo al 95% ed esano sono i solventi più comunemente utilizzati nella spettroscopia UV-visibile. Un solvente adatto aiuta anche a ottenere la struttura fine di una banda di assorbimento. I solventi non polari non formano legami idrogeno con il soluto. Di conseguenza, lo spettro finale del soluto sarà simile allo spettro osservato nella fase gassosa, dove è spesso presente una struttura fine. Al contrario, i solventi polari formano legami idrogeno con i soluti, il che significa che la struttura fine di una banda di assorbimento non sarà presente.

Un tubo fotomoltiplicatore, dispositivi ad accoppiamento di carica, e fotodiodo o array di fotodiodi sono solitamente utilizzati come rilevatori. L'intensità della luce che passa attraverso la cella campione è indicata come I. In uno strumento a singolo fascio, tutta la luce passa attraverso la cella campione. In uno strumento a doppio fascio, la luce viene divisa in due fasci; un fascio viene utilizzato come riferimento e l'altro fascio viene fatto passare attraverso il campione. Nei moderni spettrofotometri ad array di diodi, i fotodiodi rilevatori vengono utilizzati per registrare l'intero spettro in una volta sola.