Corso di Spettroscopia

Lezione 1 • Livelli Energetici Atomici e Molecolari

Introduce gli stati energetici quantizzati elettronici, vibrazionali e rotazionali. Fornisce le basi meccanico-quantistiche per interpretare le caratteristiche spettrali in tutti i capitoli successivi.

Lezione 2 • Natura della Radiazione Elettromagnetica

Tratta la dualità onda-particella, la frequenza, la lunghezza d'onda e le relazioni energetiche. Stabilisce le basi fisiche per tutte le misurazioni spettroscopiche discusse durante il corso.

Lezione 3 • Caratteristiche delle Righe Spettrali

Definisce posizione, intensità, larghezza e forma del picco come parametri spettrali misurabili. Gli studenti imparano a leggere e annotare gli spettri come abilità analitica fondamentale.

Lezione 4 • Panoramica delle Tecniche Spettroscopiche

Mappa le principali famiglie spettroscopiche e i loro domini analitici. Orienta gli studenti alla tabella di marcia del corso e ai criteri per selezionare una tecnica per un dato problema.

Lezione 1 • Taratura e Prestazioni dello Strumento

Stabilisce i protocolli di taratura della lunghezza d'onda, accuratezza fotometrica e misurazione della luce diffusa. La verifica ordinaria delle prestazioni garantisce misurazioni spettroscopiche affidabili e tracciabili.

Lezione 2 • Rivelatori e Trasduzione del Segnale

Tratta fotodiodi, tubi fotomoltiplicatori, dispositivi ad accoppiamento di carica e rivelatori termici. La scelta del rivelatore determina sensibilità, gamma dinamica e copertura spettrale.

Lezione 3 • Dispositivi di Selezione della Lunghezza d'Onda

Spiega filtri, prismi, reticoli e interferometri come strumenti per l'isolamento della lunghezza d'onda. Gli studenti apprendono come il potere risolutivo e la banda passante influenzano la qualità dei dati spettrali.

Lezione 4 • Sorgenti di Radiazione

Esamina le sorgenti continue, a righe e laser utilizzate nelle tecniche spettroscopiche. L'abbinamento del tipo di sorgente alla regione spettrale e all'applicazione è la competenza chiave sviluppata qui.

Lezione 1 • Validazione del Metodo e Applicazioni

Applica i parametri di validazione — linearità, precisione, accuratezza e limiti di rilevazione — ai metodi UV-Vis. I casi di studio spaziano nei contesti dell'analisi farmaceutica, ambientale e alimentare.

Lezione 2 • Preparazione del Campione per UV-Vis

Affronta la selezione della cuvetta, la scelta del solvente, l'intervallo di concentrazione e gli effetti matrice. Una corretta preparazione del campione previene errori sistematici e garantisce dati spettrali validi.

Lezione 3 • Funzionamento dello Strumento UV-Vis

Tratta le configurazioni dello spettrometro a raggio singolo, a doppio raggio e a serie di diodi. Per misurazioni accurate, si applicano procedure corrette di impostazione dello strumento e correzione del bianco.

Lezione 4 • Legge di Beer-Lambert e Analisi Quantitativa

Deriva e applica la legge di Beer-Lambert per la determinazione della concentrazione. La costruzione della curva di calibrazione e le fonti di deviazione sono abilità centrali per il lavoro quantitativo UV-Vis.

Lezione 1 • Principi della Spettroscopia Raman

Contrappone la diffusione Raman all'assorbimento IR, enfatizzando la variazione di polarizzabilità e l'informazione complementare. Gli studenti comprendono quando la Raman offre vantaggi rispetto all'IR per campioni specifici.

Lezione 2 • Strumentazione e Applicazioni Raman

Descrive i sistemi dispersivi e FT-Raman, la selezione del laser e la microscopia Raman confocale. Si esaminano applicazioni nell'analisi di polimeri, farmaci e geologia.

Lezione 3 • Interpretazione degli Spettri IR

Insegna la correlazione sistematica delle frequenze di gruppo utilizzando le regioni dei gruppi funzionali e delle impronte digitali. Gli studenti assegnano i picchi ai legami chimici e ai gruppi funzionali in spettri incogniti.

Lezione 4 • Strumentazione e Campionamento FTIR

Tratta il progetto dell'interferometro di Michelson, l'apodizzazione e gli accessori di campionamento ATR, a trasmissione e a riflettanza diffusa. La scelta della modalità di campionamento determina la qualità e l'applicabilità spettrale.

Lezione 1 • Spettrometria di Fluorescenza Atomica

Introduce la fluorescenza di risonanza, le sorgenti di eccitazione e la generazione di idruri per l'analisi di elementi volatili. L'AFS offre limiti di rilevazione superiori per il mercurio e gli elementi che formano idruri.

Lezione 2 • Spettrometria di Assorbimento Atomico

Tratta le sorgenti a lampada a catodo cavo, la correzione del fondo e il confronto tra AAS a fiamma e a fornetto di grafite. Gli studenti sviluppano strategie di calibrazione e protocolli di correzione delle interferenze per l'analisi di metalli in tracce.

Lezione 3 • Sorgenti e Processi di Atomizzazione

Confronta l'atomizzazione a fiamma, a fornetto di grafite e al plasma in termini di temperatura, efficienza e tolleranza alla matrice. La qualità dell'atomizzazione controlla direttamente la sensibilità e le interferenze.

Lezione 4 • Interferenze e Controllo di Qualità in Spettroscopia Atomica

Categorizza le interferenze spettrali, chimiche e di ionizzazione e le loro strategie di correzione. Pratiche robuste di controllo di qualità garantiscono dati elementari accurati attraverso matrici di campioni complesse.

Lezione 1 • Chemiluminescenza e Bioluminescenza

Tratta le reazioni chimiche ed enzimatiche di generazione della luce e le loro applicazioni analitiche. Queste tecniche raggiungono limiti di rilevazione estremamente bassi senza una sorgente di eccitazione esterna.

Lezione 2 • Analisi Quantitativa della Fluorescenza

Applica la relazione lineare tra intensità di fluorescenza e concentrazione a bassa assorbanza. Per risultati accurati, si affrontano gli effetti di filtro interno, lo spegnimento e le correzioni di matrice.

Lezione 3 • Processi Fotofisici e Diagramma di Jablonski

Mappa i percorsi di disattivazione dello stato eccitato, inclusi fluorescenza, fosforescenza e conversione interna. Il diagramma di Jablonski è lo strumento concettuale per tutte le discussioni sulla luminescenza.

Lezione 4 • Strumentazione per Fluorescenza

Descrive la progettazione dello spettrofluorimetro, i monocromatori di eccitazione ed emissione e la geometria di rivelazione ad angolo retto. Le scelte di configurazione dello strumento influenzano la sensibilità e la risoluzione spettrale.

Lezione 1 • Strumentazione FT-NMR e Acquisizione degli Spettri

Descrive la progettazione del magnete superconduttore, le sequenze di impulsi, il decadimento libero dell'induzione e la trasformazione di Fourier. I parametri di acquisizione controllano direttamente la risoluzione e la sensibilità spettrale.

Lezione 2 • Spostamento Chimico e Schermatura

Definisce lo spostamento chimico in ppm, la schermatura elettronica e gli effetti anisotropici dei gruppi aromatici e carbonilici. Lo spostamento chimico è lo strumento primario per l'identificazione dei gruppi funzionali in NMR.

Lezione 3 • Teoria NMR e Spin Nucleare

Spiega lo spin nucleare, il momento magnetico, la precessione di Larmor e la differenza di popolazione di Boltzmann. Questi concetti meccanico-quantistici sono alla base di tutta la generazione e rivelazione del segnale NMR.

Lezione 4 • Tecniche NMR Bidimensionali

Introduce gli esperimenti COSY, HSQC, HMBC e NOESY per l'assegnazione strutturale completa. L'NMR 2D risolve segnali sovrapposti e stabilisce la connettività a lungo raggio in molecole complesse.

Lezione 1 • Spettrometria di Massa Tandem e Quantificazione

Tratta le modalità di scansione MS/MS a ione prodotto, ione precursore e perdita neutra per la conferma strutturale e la quantificazione. L'MRM a triplo quadrupolo è il gold standard per l'analisi quantitativa di tracce.

Lezione 2 • Metodi di Ionizzazione

Confronta la ionizzazione elettronica, l'elettrospray, il MALDI e la ionizzazione chimica per diverse classi di analiti. La scelta del metodo di ionizzazione determina la stabilità dello ione molecolare e lo schema di frammentazione.

Lezione 3 • Interpretazione degli Spettri di Massa

Insegna l'identificazione dello ione molecolare, l'analisi del pattern isotopico e i percorsi di frammentazione comuni. L'interpretazione sistematica della frammentazione porta ad assegnazioni strutturali sicure.

Lezione 4 • Analizzatori di Massa e Risoluzione

Tratta gli analizzatori a quadrupolo, trappola ionica, tempo di volo e Orbitrap con le loro caratteristiche di risoluzione e accuratezza di massa. La scelta dell'analizzatore determina la complessità dei problemi che possono essere risolti.