La materia interagisce con le radiazioni elettromagnetiche. Non lo sappiamo, ma è una cosa sotto gli occhi di tutti.

Gli atomi che costituiscono la materia, infatti, sono sistemi ad energia quantizzata che può essere modificata in differenti modi.

Uno di questi consiste nel fornire loro energia attraverso le radiazioni elettromagnetiche.

L'assorbimento di energia da parte degli atomi (e delle molecole) è un evento complesso che interessa differenti tipologie di condizioni delle particelle. Ci sono assorbimenti di specifiche energie che producono cambio di moto traslazionale; assorbimenti di altre energie che producono modifiche del moto rotazionale e vibrazionale; ci sono assorbimenti che riguardano poi il passaggio degli elettroni dal loro livello fondamentale a livelli superiori.

Ci occuperemo qui dell'ultimo tipo di assorbimento di energia, cioè quello che produce atomi in uno stato eccitato. Le energie coinvolte? Un particolare range di radiazioni elettromagnetiche, quello della luce visibile.

Le soluzioni sono miscugli omogenei. Quelle che ci interessano qui sono quelle formate da

solvente liquido (acqua) + soluto solido disciolto

Per descrivere la quantità di soluto sciolto in un solvente si utilizzano varie grandezze. Noi useremo la molarità (M), grandezza definita come il numero di moli di soluto disciolto in un litro di soluzione. Esempio: una soluzione di solfato di rame 1M contiene, in un litro di soluzione, 1 mole di soluto.

... ricordi la mole?

Vediamo di riprendere il concetto di mole: la mole è una grandezza chimica che si riferisce all'ammontare di sostanza. Questa grandezza ha come definizione pratica la seguente: una mole di sostanza ha una massa pari al peso atomico (MA) o alla massa molecolare (MM) espresse in grammi.

L'assorbimento di energia da un fascio di luce da parte di alcune sostanze può essere sfruttato per misurare quantitativamente queste sostanze disciolte in soluzione acquosa.

Lo strumento che si utilizza è il colorimetro.

Il calorimetro è uno strumento tutto sommato abbastanza semplice.

Si ha una fonte di energia elettromagnetica, possibilmente monocromatica.

Questo fascio di luce attraversa un contenitore (cuvette) riempito della soluzione.

Dalla parte opposta della sorgente c'è un detector, che rileva l'intensità del fascio di luce emergente.

Il detector (fototransistor al silicio), è un componente di un circuito elettrico che, quando colpito dalla luce, trasforma il segnale ottico in segnale elettrico. Questo segnale viene rilevato mediante un voltmetro ed è proporzionale all'intensità del fascio di luce (incidente e emergente)

Dato che l'assorbanza è il logaritmo del rapporto tra intensità del fascio incidente e intensità del fascio emergente, il rapporto tra i valori misurati dal voltmetro danno, come rapporto, esattamente il rapporto delle intensità.

E' necessario tener presente che ogni sostanza assorbe energia dalle radiazioni elettromagnetiche in modo differente a seconda della lunghezza d'onda della radiazione stessa. Per ottenere un buon risultato nell'analisi quantitativa, è necessario scegliere una radiazione elettromagnetica con lunghezza d'onda vicina a quella a cui la sostanza da determinare presenta un picco di assorbimento.