Riconoscimento spettrofotometrico IR della fibra della tovaglia

Principi

L’analisi consiste nel leggere attraverso lo spettrofotometro FT-IR il campione di stoffa della nostra tovaglia, tale da poter registrare uno spettro IR che ne permetta il riconoscimento.

La spettrofotometria IR si basa sull’assorbimento, da molecole o più in generale da composti, delle radiazioni con lunghezza d’onda comprese fra 0,78 m m (limite del visibile) e 100 m m. Consideriamo una molecola costituita da un numero n di atomi. Per descrivere in modo completo i movimenti di ogni singolo atomo, si può far riferimento a una terna di assi cartesiani ( x, y, z ) ortogonali che rappresentano 3 gradi di libertà ( 3n ) che comprendono tutti i possibili movimenti della molecola: traslazioni, rotazioni, vibrazioni.

Traslazioni à Riguardano la molecola nel suo complesso, che si comporta come un corpo rigido il cui baricentro si sposta lungo i tre assi x, y e z; la molecola dunque possiede tre gradi di libertà traslazionale

Rotazioni à Si verificano intorno ai tre assi e quindi la molecola possiede tre gradi di libertà rotazionale ( se la molecola è lineare, i gradi di libertà si riducono a due ).

Vibrazionià Si possono calcolare i gradi di libertà con questa formula 3n - ( 3+3 ); cioè facendo la differenza fra il numero totale dei gradi di libertà della molecola ( 3n ) e i gradi di libertà traslazionali e vibrazionali ( evidentemente per le molecole lineari la formula diventerà 3n – ( 3+2 )).

Le principali vibrazioni in una molecola poliatomica sono:

• Vibrazioni di stiramento ( stretching ), che modifiacno la lunghezza dei legami.
• Vibrazioni di deformazione ( bending ), che modificano gli angoli di legame.

Ogni banda di assorbimento è caratterizzata da tre parametri :

1. Posizione, viene espressa in termini di lunghezza d’onda ?max ( in ?m ) oppure in numero d’onda ( in cm^-1 ), dipende dalla costante di forza del legame: tanto più rigido del legame, quanto maggiore è l’energia necessaria per amplificare le vibrazioni.
2. Intensità ( altezza del picco ), dipende dalla probabilità della transiozione che provoca l’assorbimento. In basa alla loro intensità le bande vengono classificate in strong, medium, weak.
3. Forma , possono essere strette o larghe ( sharp o broad ), dipende dall’unità scelta per la registrazione dello spettro

Per la misurazione di questi spettri IR si possono usare diversi strumenti, fra i quali Spettrofotometro a dispersione e strumenti in trasformata di fourier ( FT-IR ).

Attraverso la spettrofotometria IR si effettuano analisi di tipo qualitativo poiché ogni molecola ha un caratteristico spettro di assorbimento, che complessivamente non è sovrapponibile a quello di altre molecole.

Applicabilità

L’analisi IR può essere applicata a qualsiasi fibra.

Apparecchiatura

Spettrofotometro FT-IR

Pressa per formazione della pastiglia

Mortaio d’agata

Porta campioni

Reagenti

KBr

Fibra

Procedimento

Tagliare un piccolo pezzo di fibra, macinarlo ulteriormente nel mortaio d’agata. Aggiungere una quantità di KBr 20 volte superiore al peso della fibra in analisi.

Mescolare cercando di polverizzare i componenti e procedere alla formazione della pastiglia.

Una volta ottenuta la pastiglia, metterla nel comparto celle dello spettrofotometro per ottenere lo spettro.

Risultati ottenuti

Osservazioni

Abbiamo individuate delle bande caratteristiche di una precisa fibra:

A circa 3500 numeri d’onda à Banda del gruppo ossidrilico ( -OH )

Il sistema 1400 – 3000 à Stretching del legame idrogeno - carbonio saturo

A 1600 à possibile presenza del legame C = O

Da queste bande possiamo intuire che la fibra che costituisce la nostra tovaglia è cotone.

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