Spettri Raman di molecole Alcoliche

Abstract: in questo post descriviamo l’applicazione dello spettrometro Raman all’analisi di molecole alcoliche: alcol metilico, alcol etilico ed alcol propilico.

Introduzione

Negli articoli precedenti abbiamo mostrato lo spettrometro Raman DIY per l’analisi di campioni liquidi. Abbiamo inoltre illustrato l’applicazione della spettroscopia Raman allo studio della molecola dell’acqua e di molecole organiche ed inorganiche. In questo post mostriamo i risultati ottenuti nello studio di molecole alcoliche, a partire dalla più semplice, alcol metilico, proseguendo con l’alcol etilico e con l’alcol propilico. Nella Fig. 1 confrontiamo gli spettri Raman di queste tre sostanze chimiche.

Fig 1 – Confronto tra gli spettri Raman dell’alcol Metilico, Etilico ed Isopropilico

Alcol Metilico

Il metanolo, noto anche come alcol metilico è il più semplice degli alcoli. La sua formula chimica è CH₃OH (o, abbreviata, MeOH o MetOH). L’atomo di carbonio è al centro di un tetraedro grossomodo regolare i cui vertici sono occupati dall’atomo di ossigeno e dai tre atomi di idrogeno direttamente legati ad esso. A temperatura ambiente, si presenta come un liquido incolore dall’odore caratteristico. È molto volatile ed estremamente infiammabile. È completamente solubile in molti solventi organici, quali il cloroformio, ed in acqua. In Fig. 2 riportiamo lo spettro Raman del metanolo. L’interpretazione dello spettro è abbastanza semplice: attorno ai 2800 – 3000 cm^-1 ci sono i massimi legati ai modi di stretching simmetrico ed asimmetrico del gruppo metilico CH₃, a 1500 cm^-1 c’è il modo di bending sempre del gruppo metilico, mentre a frequenze più basse, circa a 1000 cm^-1 c’è il modo di stretching del legame C-O. E’ anche presente, a circa 3400 cm^-1 il modo di stretching del legame O-H.

Fig 2 – Spettro Raman dell’alcol Metilico

Alcol Etilico

L’etanolo (o alcol etilico) è un alcol a catena alchilica lineare, la cui formula di struttura condensata è CH₃CH₂OH. È anche chiamato, per antonomasia, semplicemente alcol, essendo alla base di tutte le bevande alcoliche. In chimica, si può trovare anche abbreviato con la sigla EtOH. A temperatura ambiente si presenta come un liquido incolore, dall’odore caratteristico (etereo) e pungente, dal gusto leggermente dolce, bruciante (effetto pseudo-calorico) e con effetto tattile disidratante. È tendenzialmente volatile ed estremamente infiammabile. La fiamma che produce durante la combustione si presenta di colore blu tenue. In Fig. 3 riportiamo lo spettro Raman dell’etanolo. Distinguiamo attorno ai 2800 – 3000 cm^-1 i massimi legati ai modi di stretching dei gruppi CH₃ e CH₂, a 1500 cm^-1 c’è il modo di bending, mentre a frequenze più basse ci sono i modi di stretching del legame C-O e del legame C-C.

Fig 3 – Spettro Raman dell’alcol Etilico

Alcol Isopropilico

L’alcool isopropilico, o 2-propanolo è un alcool di formula CH₃CH(OH)CH₃, incolore e moderatamente volatile, con un forte odore caratteristico non sgradevole se puro. L’alcool isopropilico è miscibile in acqua, etanolo, etere e cloroformio. In Fig. 4 riportiamo lo spettro Raman dell’alcolo isopropilico. Anche per questo alcol distinguiamo tutti i massimi legati ai gruppi CH₃ e CH₂ ed ai legami C-O e C-C.

Fig 4 – Spettro Raman dell’alcol Isopropilico

Conclusioni

L’analisi comparata degli spettri Raman delle tre molecole alcoliche ha permesso di testare la bontà dello strumento e l’applicabilità della tecnica spettroscopica per la determinazione del tipo di alcol presente nel campione. Il confronto con soluzioni acquose calibrate di molarità nota permetterebbe facilmente anche la quantificazione del contenuto alcolico presente.

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