Chimica strumentale

La chimica analitica strumentale, o semplicemente chimica strumentale, è una branca della chimica analitica che indaga gli analiti utilizzando strumenti scientifici. Rientrano in questo campo la spettrofotometria, la spettrometria di massa, la cromatografia, l'elettroforesi, la potenziometria, la voltammetria.

Schema a blocchi di uno strumento che mostra lo stimolo e la misurazione della risposta

Questa branca della chimica analitica è ormai la predominante e in veloce espansione, sebbene metodi di chimica analitica classica siano ancora usati.

SpettroscopiaModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: Spettroscopia.

La spettroscopia misura l'interazione delle molecole con le radiazioni elettromagnetiche. La spettroscopia comprende diverse tecniche come la spettroscopia di assorbimento atomico, la spettroscopia di emissione atomica, la spettroscopia a raggi ultravioletti, la spettroscopia di fluorescenza a raggi X, la spettroscopia infrarossa, la spettroscopia Raman, la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, la spettroscopia di fotoemissione, la spettroscopia di Mössbauer, la spettroscopia di dicroismo circolare, eccetera.

Spettroscopia nucleareModifica

I metodi di spettroscopia nucleare utilizzano le proprietà di un nucleo per misurare le proprietà delle sostanze, in particolare la struttura delle molecole. Metodi comuni sono ad esempio: spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR), spettroscopia di Mössbauer (MBS), correlazione angolare perturbata (PAC) e così via.

Spettrometria di massaModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: Spettrometria di massa.

La spettrometria di massa misura il rapporto massa-carica delle molecole usando campi elettrici e magnetici. Esistono diversi metodi di ionizzazione: ionizzazione elettronica, ionizzazione chimica, elettrospray, bombardamento con atomi veloci, desorbimento / ionizzazione laser assistito da matrice e altri. Inoltre, la spettrometria di massa è classificata in base agli approcci degli analizzatori di massa: settore magnetico, analizzatore di massa a quadrupolo, trappola ionica quadrupolare, tempo di volo, risonanza del ciclotrone ionico con trasformata di Fourier, eccetera.

CristallografiaModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: Cristallografia.

La cristallografia è una tecnica che caratterizza la struttura chimica dei materiali a livello atomico analizzando i modelli di diffrazione di radiazioni elettromagnetiche o particelle che sono state deviate dagli atomi nel materiale. I raggi X sono più comunemente usati. Dai dati grezzi può essere determinato il posizionamento relativo degli atomi nello spazio.

Analisi elettrochimicheModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: Chimica elettroanalitica.

I metodi elettroanalitici misurano il potenziale elettrico in volt e / o la corrente elettrica in ampere in una cella elettrochimica contenente l'analita.[1][2] Questi metodi possono essere classificati in base agli aspetti della cellula che sono controllati e misurati. Le tre categorie principali sono la potenziometria (viene misurata la differenza nei potenziali dell'elettrodo), la coulometria (la corrente della cella viene misurata nel tempo) e la voltammetria (la corrente della cella viene misurata mentre altera attivamente il potenziale della cella).

Analisi termicaModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: Calorimetria e Analisi termica.

La calorimetria e l'analisi termogravimetrica misurano l'interazione tra materia e calore.

Tecniche cromatograficheModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: Cromatografia ed Elettroforesi.

I processi di separazione vengono utilizzati per ridurre la complessità delle miscele di materiali. La cromatografia e l'elettroforesi sono rappresentative di questo campo.

Tecniche ibrideModifica

Le combinazioni delle varie tecniche produce tecniche "ibride".[3][4][5][6][7] Numerosi esempi sono oggi in uso e sono in fase di sviluppo nuove tecniche ibride. Ad esempio, gascromatografia-spettrometria di massa, LC-MS, GC-IR, LC-NMR, LC-IR, CE-MS, ICP-MS e così via.

Le tecniche di separazione ibride si riferiscono a una combinazione di due o più tecniche per separare le sostanze chimiche dalle soluzioni e rilevarle. Molto spesso l'altra tecnica è una tecnica cromatografica. Le tecniche ibride sono ampiamente utilizzate in chimica e biochimica. Talvolta viene utilizzata una barra anziché il trattino, soprattutto se il nome di uno dei metodi contiene al suo interno un trattino.

Esempi di tecniche ibrideModifica

MicroscopiaModifica

La visualizzazione di singole molecole, singole cellule biologiche, tessuti biologici e nanomateriali è un approccio molto importante nella scienza analitica. Inoltre, l'ibridazione con altri strumenti analitici tradizionali sta rivoluzionando la scienza analitica. La microscopia può essere classificata in tre diversi campi: microscopia ottica, microscopia elettronica e microscopia a scansione di sonda. Questo settore è in rapida crescita a causa del rapido sviluppo delle industrie dei computer e delle macchine fotografiche.

Lab-on-a-chipModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: Lab-on-a-chip.

Dispositivi che integrano molteplici funzioni di laboratorio su un singolo chip di dimensioni di pochi millimetri quadrati o centimetri e che sono in grado di gestire volumi di fluido estremamente piccoli fino a meno dei picolitri.

NoteModifica

  1. ^ Bard, A.J.; Faulkner, L.R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. New York: John Wiley & Sons, 2nd Edition, 2000.
  2. ^ Skoog, D.A.; West, D.M.; Holler, F.J. Fundamentals of Analytical Chemistry New York: Saunders College Publishing, 5th Edition, 1988.
  3. ^ Wilkins CL, Hyphenated techniques for analysis of complex organic mixtures, in Science, vol. 222, n. 4621, 1983, pp. 291–6, Bibcode:1983Sci...222..291W, DOI:10.1126/science.6353577, PMID 6353577.
  4. ^ <64::AID-JMS450>3.0.CO;2-7 High-performance liquid chromatography/NMR spectrometry/mass spectrometry: further advances in hyphenated technology, in Journal of Mass Spectrometry, vol. 32, n. 1, 1997, pp. 64–70, Bibcode:1997JMSp...32...64H, DOI:10.1002/(SICI)1096-9888(199701)32:1<64::AID-JMS450>3.0.CO;2-7, PMID 9008869.
  5. ^ Chromatographic and hyphenated methods for elemental speciation analysis in environmental media, in Journal of Chromatography A, vol. 774, 1–2, 1997, pp. 3–19, DOI:10.1016/S0021-9673(97)00325-7, PMID 9253184.
  6. ^ Hyphenated techniques in anticancer drug monitoring. I. Capillary gas chromatography-mass spectrometry, in Journal of Chromatography A, vol. 976, 1–2, 2002, pp. 229–38, DOI:10.1016/S0021-9673(02)01228-1, PMID 12462614.
  7. ^ Hyphenated techniques in anticancer drug monitoring. II. Liquid chromatography-mass spectrometry and capillary electrophoresis-mass spectrometry, in Journal of Chromatography A, vol. 976, 1–2, 2002, pp. 239–47, DOI:10.1016/S0021-9673(02)01227-X, PMID 12462615.

Voci correlateModifica

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