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Spettrofotometro

Per il progetto annuale di informatica ci siamo soffermati sul delicato problema dell’ inquinamento ambientale. L’ inquinamento attualmente è presente in quasi ogni area del pianeta e per una migliore sopravvivenza è necessario limitarlo. Come ben sappiamo l’ inquinamento è diffuso nelle acque, nell’ aria e nel suolo; per il nostro progetto ci siamo soffermati in particolare su quello idrico. Purtroppo nei fiumi, nei mari e negli oceani vengono immesse sostanze inquinanti che minano seriamente la biodiversità marina e anche l'uomo. Per porre rimedio a ciò è necessario responsabilizzare le diverse industrie ree di aver immesso le suddette sostanze, e provvedere ad un monitoraggio costante affinché siano rispettati i parametri limite. Da qui l’ idea di utilizzare la spettrofotometria e di costruire uno spettrometro di massa in grado di individuare, attraverso l'analisi delle bande luminose emanate da un prodotto (es: acqua), per verificarne eventuali impurità o sostanze inquinanti. La spettrofotometria (o spettrometria) si basa sull'assorbimento di radiazioni elettromagnetiche monocromatiche del campo del visibile e da parte di molecole.

 

Obiettivo

Il progetto è indirizzato a rilevare fonti di inquinamento idrico. Lo spettrofotometro mostra lo spettro della soluzione, e comparando quest’ultimo con l’emissione standard dell’acqua, si può capire se è “inquinata” o meno. Otteniamo quindi una sorta di simulazione che prova la presenza di un’eventuale sostanza inquinante.

Come è fatto?  

Il progetto realizzato si compone di una base rigida in legno. Ad una estremità è posizionato un sostegno in plastica che è l’apposito alloggiamento del vero e proprio spettrometro, il quale capta le bande luminose. Dall’altro estremo una fonte luminosa a led, colpisce una provetta contenente la sostanza campione, che è posta tra la fonte luminosa e lo spettrofotometro.

La figura seguente mostra lo schema a blocchi di uno spettrofotometro:

schema a blocchi di uno spettrofotometro

in cui:

S è la sorgente luminosa, che può essere una lampada a incandescenza per le analisi nel campo del visibile o una lampada al deuterio per le analisi nel campo dell'UV.

M è il monocromatore che seleziona e lascia passare la lunghezza d'onda impostata dall'operatore e disperde le altre

C è la cuvetta che contiene la soluzione da analizzare (la parte più importante).

R è il rivelatore che trasforma l'intensità della radiazione elettromagnetica giunta ad esso in un segnale elettrico

A è l'amplificatore che amplifica il segnale elettrico del rivelatore

I è il registratore che fornisce il valore di assorbanza

 

Come funziona?

Il funzionamento è molto semplice. A partire dalla fonte luminosa (rigorosamente bianca poiché il bianco contiene tutta la gamma cromatica), la luce colpisce la sostanza all’interno della provetta. La gamma di colori emessi dopo aver colpito la sostanza, viene rilevata dallo spettrofotometro. Un’interfaccia grafica mostra questa emissione.

 

  CuSo4

 

 K2Cr2O7

 

Possibili applicazioni

Questa tecnica trova applicazione nella determinazione qualitativa e quantitativa di numerose sostanze sia organiche che inorganiche nel campo ambientale, farmaceutico e alimentare. Il nostro spettrometro, quindi, può essere utilizzato in laboratorio nell’analisi di campioni provenienti dalle acque di vari corsi d’acqua. Esso consentirebbe di riconoscere le sostanze presenti nel campione e stabilire una eventuale presenza di agenti inquinanti. Di conseguenza un’analisi in cui si riscontrerebbero valori sopra la media potrebbe essere essenziale per imporre alle industrie una maggior attenzione alle emissioni.

 

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