La spettroscopia ultravioletta, spesso combinata con la spettroscopia visibile, è una tecnica utilizzata nei laboratori scientifici e industriali per determinare quali lunghezze d’onda della luce assorbe una soluzione chimica. Queste informazioni consentono al ricercatore di analizzare il contenuto della soluzione campione. La spettroscopia ultravioletta viene eseguita con uno speciale dispositivo noto come spettrofotometro ultravioletto-visibile.
La luce è una forma di radiazione elettromagnetica, energia che viaggia in onde. Questo tipo di radiazione può essere caratterizzato in base alla sua lunghezza d’onda. La gamma totale di queste lunghezze d’onda forma una scala nota come spettro elettromagnetico.
Le lunghezze d’onda della luce visibile vanno da circa 400-750 nanometri. Le lunghezze d’onda di energia più corte e più elevate che si trovano appena al di fuori dello spettro visibile, da circa 10-400 nanometri, sono classificate come ultraviolette. La spettroscopia ultravioletta determina l’assorbanza di una sostanza chimica specificamente nella parte ultravioletta dello spettro.
Quando la luce passa attraverso una soluzione chimica, una certa quantità di luce viene assorbita e una certa quantità viene trasmessa: passa senza essere assorbita. La quantità di luce assorbita dal composto può essere misurata con uno spettrofotometro e può essere utilizzata per determinare la concentrazione della soluzione. Livelli più elevati di assorbimento indicano una soluzione più concentrata.
I composti chimici non solo assorbono la luce, ma assorbono anche la luce a lunghezze d’onda specifiche. Una soluzione che appare verde, ad esempio, trasmette lunghezze d’onda visibili verdi e assorbe il rosso e il blu. La spettroscopia ultravioletta può misurare l’assorbanza e la trasmittanza oltre lo spettro visibile, nella gamma dell’ultravioletto.
Uno spettrofotometro funziona dirigendo un raggio di luce attraverso una cuvetta, o tubo trasparente, che contiene la soluzione del campione. Nella spettroscopia ultravioletta, la cuvetta deve essere realizzata in vetro di quarzo anziché in plastica, poiché la plastica tende ad assorbire la luce ultravioletta. Un rivelatore sull’altro lato della cuvetta converte la luce in ingresso in corrente elettrica, che può essere letta dall’elettronica nel dispositivo.
Gli spettrofotometri ultravioletti-visibili a doppio raggio misurano sia lo spettro ultravioletto che lo spettro visibile utilizzando due cuvette, una delle quali contiene il campione e l’altra contiene una soluzione di riferimento. Ci sono anche due sorgenti luminose: una sorgente luminosa genera luce visibile e l’altra genera luce ultravioletta. Un componente prismatico divide la luce in ingresso in due raggi. Un raggio viene alimentato attraverso ciascuna cuvetta e un rilevatore legge i risultati.
Le informazioni del rivelatore vengono utilizzate per generare un grafico che traccia la lunghezza d’onda rispetto all’assorbanza. I picchi nel grafico indicano le lunghezze d’onda che sono state pesantemente assorbite dal composto. Mostrano anche quantitativamente l’assorbanza complessiva della soluzione.