Absorptiometry
Nel metodo spettrale più usato, la radiazione elettromagnetica fornita dallo strumento viene assorbita dall’analita e viene misurata la quantità di assorbimento. L’assorbimento si verifica quando un quantum di radiazione elettromagnetica, noto come fotone, colpisce una molecola e la solleva a uno stato eccitato (ad alta energia). L’intensità (cioè, l’energia, sotto forma di radiazione elettromagnetica, trasferita attraverso un’unità di area per unità di tempo) della radiazione incidente diminuisce mentre passa attraverso il campione. Le tecniche che misurano l’assorbimento per eseguire un test sono l’assorbimetria o la spettrofotometria di assorbimento.
Normalmente l’assorbimetria è suddivisa in categorie a seconda dell’energia o della regione di lunghezza d’onda della radiazione incidente. In ordine di radiazione sempre più energetica, i tipi di assorbimetria sono l’assorbimetria a onde radio (chiamata spettrometria a risonanza magnetica nucleare), l’assorbimetria a microonde (inclusa la spettrometria a risonanza di spin elettronico), l’assorbimetria termica (analisi termica), l’assorbimetria a infrarossi, l’assorbimetria ultravioletta-visibile e l’assorbimetria a raggi X. Gli strumenti che forniscono e misurano la radiazione variano da una regione spettrale all’altra, ma i loro principi operativi sono gli stessi. Ogni strumento è costituito da almeno tre componenti essenziali: (1) una fonte di radiazione elettromagnetica nella regione corretta energia, (2) una cella che è trasparente alla radiazione e che può contenere il campione, e (3) un rivelatore che può misurare con precisione l’intensità della radiazione dopo che è passato attraverso la cella, e il campione.
In sostanza, la quantità di radiazione assorbita aumenta con la concentrazione dell’analita e con la distanza attraverso l’analita che la radiazione deve percorrere (la lunghezza del percorso cellulare). Quando la radiazione viene assorbita nel campione, l’intensità del fascio radiativo diminuisce. Misurando l’intensità diminuita attraverso una cella di lunghezza fissa contenente il campione, è possibile determinare la concentrazione del campione. Poiché diverse sostanze assorbono a diverse lunghezze d’onda (o energie), gli strumenti devono essere in grado di controllare la lunghezza d’onda della radiazione elettromagnetica incidente. Nella maggior parte degli strumenti, questo è realizzato con un monocromatore. In altri strumenti, è fatto mediante l’uso di filtri radiativi o mediante l’uso di sorgenti che emettono radiazioni all’interno di una banda di lunghezza d’onda stretta.
Poiché la lunghezza d’onda alla quale le sostanze assorbono le radiazioni dipende dalla loro composizione chimica, l’assorbimetria può essere utilizzata anche per l’analisi qualitativa. L’analita viene posizionato nella cella e la lunghezza d’onda della radiazione incidente viene scansionata in tutta una regione spettrale mentre viene misurato l’assorbimento. La trama risultante di intensità radiativa o assorbimento in funzione della lunghezza d’onda o dell’energia della radiazione incidente è uno spettro. Le lunghezze d’onda alle quali si osservano i picchi vengono utilizzate per identificare i componenti dell’analita.