Fotometria e riflettometria

Struttura e funzionamento di un fotometro

Un fotometro è solitamente costituito da una sorgente luminosa, un monocromatore, un portacampioni e il rivelatore. Le sorgenti di luce possono essere lampade alogene al tungsteno (normalmente impiegate per analisi nel campo del visibile) o LED. Per misure nella regione dell'UV-visibile si possono usare lampade allo xeno a luce pulsata. Il monocromatore filtra la luce proveniente dalla sorgente e lascia passare solo una ristretta banda di lunghezze d’onda. La luce attraversa poi la cuvetta o la celletta portacampioni. A seconda della quantità di analita (o di colorazione da esso generata) presente nella soluzione del campione, una parte della luce è assorbita dalla soluzione, mentre il resto viene trasmesso. La luce trasmessa viene indirizzata ai rivelatori che producono una corrente elettrica proporzionale all'intensità della luce.

Legge di Lambert-Beer

La legge di Lambert-Beer (nota anche come legge di Beer) afferma che la quantità di luce assorbita da un campione è direttamente proporzionale alla concentrazione dell’analita presente e al cammino ottico della luce attraverso il campione. In questo contesto “campione” può significare sia lo stesso analita (misurato direttamente) sia la colorazione generata dall’analita (nel caso si faccia uso di reagenti o kit). La relazione è descritta dalla formula:

Riflettometria

La riflettometria (nota anche come fotometria di riflettanza) è una tecnica analitica non distruttiva che si serve della luce riflessa da parte di superfici e interfacce per misurare caratteristiche quali l'intensità del colore, lo spessore di un film e l'indice di rifrazione.

Come in altri tipi di fotometri, i componenti più importanti dei riflettometri sono la sorgente luminosa, in genere LED a lunga durata di lunghezze d’onda specifiche, la cui luce viene concentrata sulla superficie del campione da un sistema di lenti e i rivelatori che misurano la luce riflessa.

I riflettometri sono spesso concepiti per misurare caratteristiche fisiche delle superfici, come le variazioni di colore di strisce reattive. In questo tipo di approccio analitico, dopo aver depositato un campione su una striscia reattiva, si confronta la riduzione della riflessione luminosa (REM) indotta con quella di controlli e standard appropriati. Come nella fotometria, la differenza di intensità fra luce emessa e luce riflessa permette una determinazione quantitativa della concentrazione di analiti specifici.

La riflettometria è comunemente usata in applicazioni industriali come metodo rapido e sensibile per quantificare una vasta serie di parametri organici e inorganici in acque, alimenti, bevande e campioni ambientali; si presta anche ad altri impieghi anche molto diversi tra loro, come l’analisi delle superfici di materiali da costruzione e per la valutazione del colore della pelle. 

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