LE TECNICHE ANALITICHE

a cura di D’AGOSTINO STEFANO: LE TECNICHE ANALITICHE STRUMENTALI ver. 5.0 1 

LE 

PRINCIPALI TECNICHE ANALITICHE 

STRUMENTALI 

USATE 

NEI LAB. CHIMICI E CLINICI 

APPUNTI 

Di 

D'AGOSTINO STEFANO 

stefano.dagostino1@istruzione.it 

a cura di D’AGOSTINO STEFANO: LE TECNICHE ANALITICHE STRUMENTALI ver. 5.0


LE PRINCIPALI TECNICHE ANALITICHE STRUMENTALI USATE 

NEI LAB. CHIMICI E CLINICI 

Di seguito viene fornita una semplice trattazione sull’argomento “tecniche analitiche 

strumentali” , rivolto a studenti degli istituti superiori. 

Essenzialmente, le tecniche analitiche strumentali traggono origine dalle caratteristiche 

fisiche e/o chimiche delle particelle costituenti i materiali ed utilizzano metodi chimicofisici. 

Gli strumenti possono variare da quelli molto semplici ed economici a quelli sofisticati e 

del costo anche di centinaia di migliaia di €. 

In molte delle tecniche analitiche si ricorre ad occhi o a sensori elettronici collegati a 

dispositivi che sono varianti delle comuni stampanti. 

I vari dispositivi sono in continua evoluzione tecnica, con la tendenza ad aumentare la 

velocità di analisi e la portatilità dei dispositivi stessi sui luoghi di campionamento. 

I dispositivi analitici portatili sono comunque sempre quelli maggiormente richiesti. 

E’ quindi ancor più importante valutare la data del presente documento: oggi è l' 8/3/2008. 

Non fatevi intimorire dal gran numero di sigle, abbreviazioni statunitensi, che compaiono 

nel presente documento, nessuno ve ne chiederà una lista recitata, potrete ricordarle ed 

assimilarle in ampi archi di tempo. 

Un quadro globale delle principali caratteristiche di ciascun metodo strumentale di 

analisi può essere ricavato dalle tabelle riassuntive, che sono allegate al termine del 

documento. 

Le tecniche analitiche strumentali vengono qui classificate in base ai parametri costo di 

acquisizione e costo di gestione. 



Iniziamo dai più semplici, le tecniche sinteticamente descritte sono: 

METODI SEMPLICI TRADIZIONALI 

In questa sezione vengono riportati i metodi che ricorrono a strumentazione semplice e 

dal costo contenuto. 

- Analisi elementare; 

Fig. Rappresentazione schematica di una apparecchiatura per determinare quantitativamente 

carbonio ed idrogeno; all'estremo sinistro dell'illustrazione c'è un flusso di ossigeno che viene 

decarbonatato ed essiccato. 

- Determinazione del punto di fusione, il punto di fusione costituisce “l’impronta 

digitale” delle sostanze; 

- Determinazione del peso specifico apparente, Metodo UNI EN ISO 787-11; 

- Determinazione della granulometria; letteralmente misura delle dimensioni di 

grani. 

- Ebullioscopia e sue varianti ( es. alcolometro); 

- rifrattometria, applicata soprattutto a succhi di frutta e olii; talvolta si usano 

rifrattometri per misure indirette di densità; 

fig. Rifrattometri portatili. 

- Colorimetria, primo stadio di applicazione delle tecniche analitiche in 

assorbimento; 

- Crioscopia; si misurano le temperature di solidificazione; 

- 



- Microscopia; 

- misure con densimetri e loro varianti (butirrometri, lattodensimetri, mostimetri, 

saccarometri, picnometri ecc.); 

- polarimetria (potere ottico rotatorio) usato per miele e sciroppi; 

Fig. Polarimetro. 

- potenziometria, i potenziometri sono varianti dei tester in cui si usano puntali 

particolari denominati elettrodi; 

- misurazioni di acidità varie (dalla % di acido acetico negli aceti a misure di pH); 

- pHmetria; (p minuscolo ed acca maiuscola!) i pHmetri sono varianti dei tester 

in cui si usano puntali particolari denominati elettrodi e sensori di temperatura 

denominati sonde. 

Fig. pHmetro portatile con elettrodo. 

- conduttimetria, i conduttimetri sono varianti dei tester in cui, come per i pHmetri si 

usano particolari elettrodi. 

- strumenti multiparametrici tascabili, in genere nello stesso apparato sono integrabili 

phmetro, conduttimetro e termometro; 



LO SPETTRO ELETTROMAGNETICO CONOSCIUTO 

Si riporta di seguito una rappresentazione dello spettro elettromagnetico, si sottolinea il 

fatto che la gamma di radiazione denominata "visibile o luce visibile ", cioè la luce che 

l'occhio umano è in grado di percepire, è solo una piccolissima gamma dell'intero spettro. 

Alla destra ci sono le radiazioni meno energetiche, a sinistra quelle maggiormente 

energetiche, le unità di misura riportate sono rispettivamente: metri, centimetri, nanometri, 

Hertz e chilocalorie. 

Si va dalle innocue onde radio fino ai terrificanti raggi gamma, (raggi γ), che si ottengono 

nelle esplosioni nucleari. 



lo spettro elettromagnetico 

descrizione, origine, effetti, assorbimento 

λ 

V 

Hz E 

m 

eV 

105 3x1 03 10-11 audio, correnti alternate. Si utilizza 

nei telefoni 

105 10 

3x1 03 3x1 07 10-11 10-7 

radio onde: oscillazioni elettriche dalla bassa frequenza (VLF) alla alta frequenza (HF). Si generano 

nei tubi elettronici e nei semiconduttori. Sono utilizzate per le trasmissioni radio 

10 

1 

3x107 3x108 10-7 

10-6 

radio onde: oscillazioni elettriche di frequenza molto alta (VHF). Si generano nei tubi elettronici e 

nei semiconduttori. Sono utilizzate per le trasmissioni TV, radio a modulazione di frequenza, e 

radioastronomia. Interagiscono con i conduttori mettendone in moto gli elettroni liberi (antenne 

1 

10-1 

3x10 

riceventi). 

8 

3x1 09 10-6 

10-5 

radio onde e micro onde: oscillazioni elettriche di frequenza molto alta (UHF). Si generano in tubi 

particolari detti magnetron e klystron. Sono utilizzate per radar, TV, e radioastronomia. Inizia la 

banda del GHz. 

10-1 

10-3 

3x1 09 3x1011 10-5 

3 

10micro 

onde: quelle da 1 a 30 cm sono trasparenti alla atmosfera e pertanto possono essere usate 

per comunicazioni con satelliti. Possono generarsi per riassestamenti tra livelli energetici molto 

vicini (orologi campione). Hanno energia sufficiente ad interagire con le molecole polari (cottura a 

10-3 

10-6 

3x10 

micro onde). Per questa ragione si pone il problema di una possibile pericolosità. 

11 

3x1014 10-3 

1 

infrarosso: è una zona molto estesa nella fascia delle vibrazioni molecolari che confina 

inferiormente con la zona del visibile. Viene percepito come calore (radiante). Può essere utilizzata 

per creare immagini basata sulla emissione all'infrarosso (termografia, applicazioni meteorologiche 

e militari). 

10-6 

10-7 

3x1 014 3x1015 1 

10 

visibile: è una fascia molto ristretta che va da 0.7 a 0.4 μ m con colorazioni dal rosso al violetto. 

L'origine principale di questa radiazione sta nei riassestamenti di orbite elettroniche. La sensibilità 

dell'occhio umano è diversa sulle diverse frequenze del visibile e a sua volta essa è diversa per 

animali diversi (comunque sempre compresa tra 0.3 e 0.7 μ m Dalle dimensioni della lunghezza 

d'onda si comprende la difficoltà di osservare la diffrazione in maniera semplice e si comprende 

anche la ragione per cui il μ m è considerato il limite nella osservazione ottica in luce visibile. Si 

osservi ancora che un quanto di luce ha energie dell'ordine dell'eV. Lo studio degli spettri di luce è 

stato un elemento essenziale allo sviluppo della chimica qualitativa e quantitativa. 

10-7 10- 8 

3x1015 3x1016 10 

102 ultravioletto: ha caratteristiche analoghe alla fascia del visibile; unico elemento da sottolineare in 

più è la capacità ionizzante di questi fotoni che sono in grado di estrarre elettroni dai metalli e dai 

singoli atomi. Questi fotoni, così come quelli del visibile possono indurre reazioni chimiche con 

assorbimento del fotone (fotografia, fotosintesi) 

10- 8 

10- 12 

3x1016 3x1 020 102 106 raggi X: si originano nel frenamento di elettroni di alta energia da parte di bersagli metallici (spettro 

continuo) e da transizioni di livelli energetici di atomi complessi (metalli). Le applicazioni sono per 

radiografia, terapia superficiale, cristallografia (si usa il reticolo cristallino come ostacolo per 

produrre diffrazione). 

10-10 

10- 15 

3x1018 3x1 023 104 1013 raggi γ : si originano nel riassestamento degli adroni all'interno del nucleo atomico per radioattività 

naturale, radioattività indotta, fissione e fusione nucleare. Dal punto di vista energetico sono 

parzialmente sovrapposti ai raggi X ma è diversa la genesi. Si utilizzano per gli stessi scopi della 

radiazione X anche se diventa sempre più prevalente l'aspetto di cristallografia e demolitivo (terapia 

dei tumori). 




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METODI CON STRUMENTI DAI COSTI DI GESTIONE SUPERIORI 

− cromatografia ionica (IC); 

− cromatografia liquida (HPLC) 

- fluorimetria; 

- microcalorimetria; 

- nefelometria e turbidimetria; 

- diffrattometria; 

− gascromatografia – spettrometria di massa (GC-MS); 

− gascromatografia (GC); 

− polarografia a impulsi differenziale (DPP); 

− potenziometria. 

− spettrofotometria UV-visibile; 

Fig. Uno storico spettrofotometro da banco. 

- spettroscopia; 

− spettrometria di assorbimento atomico a fiamma (FAAS); 

− spettrometria di assorbimento atomico a fornetto di grafite (GFAAS); 

− spettrometria di assorbimento atomico a vapori freddi (CV-AAS); 

− spettrometria di assorbimento atomico con generazione di idruri (HG-AAS); 

− spettrometria di assorbimento nell’infrarosso e a trasformata di Fourier, (IR e FT-IR). 

− spettrometria di emissione atomica a plasma ad accoppiamento induttivo (ICP-AES); 

− spettrometria di massa con sorgente a plasma (ICP-MS); 


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TIPI DI SPETTROMETRI 

La scelta di uno strumento anziché un altro dipende dal tipo di lavoro che si deve attuare. 

Un colorimetro è uno strumento che si affida all'occhio umano per la rivelazione della 

radiazione. Il colore del campione viene visivamente confrontato con uno o più standard di 

confronto. 

Concretamente l'occhio confronta le colorazioni di soluzioni contenute in tubi di dimensioni 

identiche. 

Un fotometro consiste di una sorgente, di un sistema di fenditure, di filtri, di un rivelatore 

fotoelettrico e di un sistema trasduttore-contatore esterno. 

Uno spettrofotometro differisce dal fotometro per il fatto che esso contiene un più 

sofisticato sistema per selezionare una ristretta e precisa gamma di radiazioni. 


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Di seguito vengono fornite brevi descrizioni sulle singole tecniche strumentali, per la 

brevità del presente documento, la trattazione è generale e non si prendono in esame tutte 

le varianti attualmente conosciute ed in uso. 

ASSORBIMENTO ATOMICO 

La spettrofotometria di assorbimento atomico è una tecnica analitica impiegata per la 

determinazione quantitativa di ioni metallici in soluzione. 

L’apparato è decisamente voluminoso, complesso, costoso e non portatile. 

Il principio chimico-fisico su cui si basa questa tecnica è il fatto che i livelli energetici 

atomici sono discreti, pertanto le transizioni elettroniche permesse per eccitazione radiativa 

(hν) sono caratteristiche per ogni atomo. A differenza delle molecole però, gli atomi non 

contengono sottostrutture rotazionali o vibrazionali e pertanto l'assorbimento di una 

radiazione elettromagnetica per eccitazione ad un livello energetico superiore non avviene 

in una banda di frequenze ma ad una e una sola frequenza e lunghezza d'onda. Tutto ciò 

implica che ogni atomo avrà il suo spettro di assorbimento caratteristico e per ogni 

lunghezza d'onda a cui corrisponde una transizione sufficientemente probabile è possibile 

effettuare misure quantitative applicando la legge di Lambert-Beer. 

Fonte: http://it.wikipedia.org/wiki 

COLORIMETRIA 

Colorimetria. La misura dell'intensità della colorazione è un metodo analitico usato 

soprattutto per soluzioni molto diluite di particolari sostanze che, da sole o con opportuni 

reattivi, sviluppano in modo riproducibile e spesso quantitativo una certa colorazione. 

Questa viene comparata nei colorimetri ottici con quella di una soluzione campione. Si può 

anche misurare, con un fotometro fotoelettrico, l'intensità del colore a una determinata 

lunghezza d'onda e, servendosi di curve di taratura ottenute con soluzioni di concentrazione 

nota, è possibile risalire alla concentrazione del campione in esame. 

Gli apparecchi sono anche di piccole dimensioni e spessissimo portatili; classico è l’uso per 

l’analisi delle acque. 

CRIOSCOPIA 

Studio delle variazioni del punto di congelamento delle soluzioni al variare delle 

concentrazioni dei solventi. Se una sostanza viene disciolta in un solvente, la temperatura di 

congelamento del solvente si abbassa. Il fenomeno è retto dalla legge di Raoult: 

l'abbassamento DT della temperatura di congelamento di una soluzione diluita non 

elettrolizzabile è proporzionale alla concentrazione C della soluzione e inversamente 

proporzionale al peso molecolare M della sostanza disciolta: 

DT = k C/M 

ove k è la costante crioscopica del solvente. Una delle applicazioni principali della 

crioscopia è fornita dalla determinazione del peso molecolare di una certa sostanza. 


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Si scioglie tale sostanza in un solvente la cui costante crioscopica k sia nota, alla 

concentrazione C. Si misurano poi le temperature T' e T di congelamento incipiente della 

soluzione e del solvente puro e si deduce il peso molecolare incognito dalla relazione: 

M = k C/T-T' 

La strumentazione è ridotta a termometri precisi, e dispositivi di mescolamento. 

E’ eccellente per accertare la purezza , scadente nel riconoscimento di sostanze e soluzioni. 

CROMATOGRAFIA 

Ci sono molte varianti della cromatografia. 

Serie di metodiche di laboratorio, assai diffuse, utili per la separazione delle varie molecole 

presenti in una miscela di più componenti. 

Scoperta nel 1903 dal botanico russo Michail S. Tsvet (o Tswett; Chimica analitica), la C. 

rappresenta uno strumento di analisi qualitativa e quantitativa sensibile assai utile e diffuso. 

Sfruttando specifiche proprietà chimico-fisiche intrinseche nelle molecole in esame (peso 

molecolare, forza ionica, ecc.), a loro volta dipendenti dalle diverse caratteristiche strutturali 

delle molecole stesse, la C. consente in sostanza di realizzare diversi metodi analitici, di 

relativa semplicità, in grado di separare, a partire da miscele complesse, sostanze altrimenti 

difficilmente analizzabili . 

Un sistema cromatografico comprende una fase stazionaria (un solido o un liquido adsorbito 

su un solido) ed una fase mobile (un gas o un liquido) che scorre a contatto con la prima P . 

In un sistema di questo tipo, le molecole della sostanza immessa con il campione si 

distribuiscono fra le due fasi secondo equilibri dinamici con continui passaggi delle stesse 

da una fase all'altra; in conseguenza di ciò, ciascuna molecola viene a distribuire, fra le due 

fasi, il suo tempo di permanenza nel sistema. 

fonte Utet S.P.A. , 2003 

CROMATOGRAFIA 1 

Metodo chimico-fisico di separazione dei componenti presenti in una miscela. E’ basata sul 

principio secondo cui ogni composto chimico presenta un’affinità caratteristica verso un 

materiale adsorbente. Ne risulta che le sostanze migrano con velocità differente con il 

risultato di separarsi tra loro. 

La cromatografia è un metodo di analisi immediata fra i più usati per le ottime 

separazioni ottenibili fra sostanze molto simili e per la possibilità di applicazione anche 

a piccolissime quantità delle più svariate miscele, data la sua sensibilità. 

Il metodo sfrutta la distribuzione di una qualsiasi sostanza fra due fasi, una delle quali si 

tiene fissa ed è detta stazionaria, l'altra si fa muovere ed è detta mobile. Se la fase fissa è 

solida si parla di cromatografia di assorbimento, complesso fenomeno di natura 

prevalentemente fisica (carbonato di calcio, carbone, ecc.) o in parte fisica e in parte 


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chimica (acido silicico, allumina, ecc.) o prevalentemente chimica (resine scambiatrici di 

ioni). 

Se ambedue le fasi sono liquide si chiama cromatografia di ripartizione o liquido-liquido 

perché sfrutta la diversa solubilità della sostanza da separare, per es. in due liquidi diversi; 

con fase fissa liquida, mobile gassosa, si ha la cromatografia gas-liquido; con fase fissa 

solida, mobile gassosa, la cromatografia gas-solido. 

Le tecniche usate variano secondo le fasi: se la fase stazionaria è solida questa si pone 

(opportunamente granulata) in una colonna e vi si fa scorrere il gas o il liquido (di cui si può 

variare la polarità o, come nella cromatografia a scambio ionico, la concentrazione di 

idrogenioni). 

Se la fase fissa è liquida la si assorbe su un supporto inerte (carta nella cromatografia su 

carta, assorbenti inerti nella gascromatografia). 

Si può anche, nella cromatografia con fase fissa solida o liquida, stendere l'assorbente o il 

supporto inerte in strato sottile su una lastra di vetro (cromatografia su strato sottile). 

Il metodo fu usato nel 1906 da Tswett che separò i pigmenti contenuti in un estratto di foglie 

verdi, facendo passare la soluzione in una provetta riempita di carbonato di calcio: i 

pigmenti si separavano in sei nette bande di colore diverso corrispondenti a due clorofille e 

quattro carotenoidi. È il primo esempio di cromatografia di assorbimento. 

Dopo anni di abbandono i notevoli risultati ottenuti con questo metodo portarono prima 

all'applicazione della cromatografia su carta, quindi di quella per scambio ionico e di quella 

su strato sottile. In questi casi si impiegano per il riconoscimento delle sostanze molto 

spesso incolori particolari reazioni che portano alla formazione di sostanze colorate 

facilmente individuabili. 

La notevole versatilità analitica rivelata da tale tecnica ha successivamente avuto 

un'applicazione di grande importanza nella purificazione degli enzimi con la filtrazione su 

gel che permette la separazione di specie di grandezza molecolare diversa quando queste 

vengono a contatto con un sistema a micropori, nei quali sono trattenute le molecole più 

piccole, ad es. ioni o molecole organiche con peso molecolare fino a qualche centinaio, 

mentre quelle molto più grandi delle proteine enzimatiche vengono eluite. 

Si utilizzano assorbenti particolari spesso costituiti da polisaccaridi modificati per renderli 

insolubili. Si possono ottenere assorbenti di svariata porosità, in grado di trattenere molecole 

con pesi molecolari da poche centinaia sino a 300.000. 

La tecnica è così precisa che può servire per determinare il peso molecolare di una proteina; 

basta infatti confrontare il volume di eluente necessario per la sua eluizione con quello di 

proteine a peso molecolare noto. 


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La cromatografia per affinità si basa sulla capacità di un assorbente, opportunamente 

ottenuto, di trattenere una particolare proteina enzimatica delle molte presenti in un liquido 

biologico. 

La tecnica, almeno nel principio, è estremamente semplice e rappresenta un ottimo metodo 

per la purificazione degli enzimi, uno dei più difficili problemi sperimentali della 

biochimica. 

L'assorbente dotato delle proprietà opportune viene di solito preparato legando a un 

polisaccaride modificato una sostanza di cui si conosce la proprietà di interagire 

specificamente con l'enzima che si vuole purificare. L'interazione provoca il ritardo della 

eluizione dell'enzima rispetto a tutte le altre proteine. Come sostanze interagenti si 

utilizzano i cosiddetti inibitori specifici dell'enzima, cioè sostanze capaci di inibirne in 

modo reversibile la caratteristica attività catalitica. 

La cromatografia in fase supercritica è una tecnica cromatografica strumentale che si 

realizza con dispositivi simili ai gascromatografi e in genere su colonne capillari, ma in cui 

la fase mobile è costituita da un fluido che si trova oltre il suo punto critico, cioè in 

condizioni in cui esiste solo allo stato di gas. 

Si usa soprattutto l'anidride carbonica 

. È una tecnica mediana tra gascromatografia e cromatografia in fase liquida e le sue 

applicazioni riguardano soprattutto lo studio delle sostanze termolabili o di peso molecolare 

molto elevato (per es. gli idrocarburi aromatici altobollenti). 

Fonte: http://www.minerva.unito.it/Chimica&Industria 

ALTRE BRANCHE DELLA CROMATOGRAFIA, LA HPLC 

La High Performance (o High Pressure) Liquid Chromatography è una tecnica che si basa 

sulla differente affinità che i diversi componenti del campione manifestano nei confronti 

della fase mobile (un singolo solvente o una miscela opportuna) che viene fatta correre 

attraverso la colonna in cui è posta la fase stazionaria. 

All’uscita della colonna un rivelatore segnala il passaggio dei diversi componenti della 

miscela a un sistema di elaborazione dei segnali. Il tracciato cromatografico che si ottiene 

consente di risalire alle quantità relative delle diverse sostanze e in molti casi, con opportuni 

accorgimenti, alla loro natura chimica. 

Gascromatografia, GC 

La tecnica si basa sulla differente affinità che i diversi componenti del campione 

manifestano nei confronti della fase mobile (un gas permanente) che fluisce attraverso la 

colonna in cui è posta la fase stazionaria. All’uscita della colonna un rivelatore segnala il 

passaggio dei diversi componenti della miscela a un sistema di elaborazione dei segnali. Il 

tracciato gascromatografico che si ottiene consente di risalire alle quantità relative delle 

diverse sostanze e in molti casi, con opportuni accorgimenti, alla loro natura chimica. 


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Gascromatografia accoppiata alla spettrometria di massa, GC-MS 

La tecnica si basa sulla differente affinità che i diversi componenti del campione 

manifestano nei confronti della fase mobile (un gas permanente) che fluisce attraverso la 

colonna in cui è posta la fase stazionaria. All’uscita della colonna un rivelatore segnala il 

passaggio dei diversi componenti della miscela a un sistema di elaborazione dei segnali. Il 

tracciato gascromatografico che si ottiene consente di risalire alle quantità relative delle 

diverse sostanze e in molti casi, con opportuni accorgimenti, alla loro natura chimica. 

L’accoppiamento con uno spettrometro di massa come rivelatore consente spesso 

l’individuazione della natura chimica dei componenti, grazie all’utilizzo di adeguate banche 

dati. 

DIFFRATTOMETRIA 

La tecnica si basa sulla diffrazione dei raggi X da parte della materia allo stato cristallino, 

che può essere registrata con rivelatori opportuni, da cui si ricava un tracciato caratterizzato 

da picchi la cui intensità e posizione consentono una valutazione quali/quantitativa del 

campione. 

FLUORIMETRIA 

Metodo di dosaggio di un componente basato sulla misurazione della luce da questo emessa 

per fluorescenza in seguito a una radiazione. Questo metodo può essere applicato anche a 

sostanze non fluorescenti: in tal caso si procede preliminarmente alla trasformazione della 

sostanza in un composto dotato di fluorescenza. 

La fluorimetria permette sia l'analisi qualitativa (l'intensità di emissione della luce di 

fluorescenza è specifica per ogni sostanza, dipendendo a parità di condizioni dalla sua 

struttura molecolare) sia quantitativa (l'intensità di emissione è proporzionale alla quantità 

di sostanza fluorescente presente). Il metodo è usato in particolare per il dosaggio 

dell'uranio 

NEFELOMETRIA 

Metodo ottico di microanalisi, che permette di dosare la concentrazione di sostanze 

finemente disperse in un liquido. Il principio della nefelometria consiste nel misurare 

comparativamente la quantità di luce dispersa dalla sospensione in esame. La misurazione 

nefelometrica viene eseguita per confronto a occhio con una scala di riferimento, oppure 

mediante un fotometro. 

La nefelometria è una tecnica che può essere impiegata a livelli molto diversi di precisione. 

Misure estremamente precise sono state utilizzate a lungo nel difficile campo della 

determinazione dei pesi atomici. In modo approssimato viene usata in genere per il dosaggio 

rapido di proteine o di grassi o per la numerazione approssimativa di sospensioni batteriche. 

È anche usata per esprimere quantitativamente reazioni sierologiche per la lue e la 

tubercolosi (prova di Vernes) e altre per la funzionalità epatica (reazione di Mac Lagan). I 

principi su cui si basa sono simili a quelli della turbidimetria. 


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pHmetria 

La tecnica si basa sulla determinazione della differenza di potenziale che nasce fra le due 

facce di una membrana ionoselettiva, in vetro speciale, al variare del pH della soluzione 

sottoposta ad analisi. 

POLAROGRAFÌA 

Metodo di analisi, sviluppato soprattutto dal chimico cecoslovacco Heyrovsky, che permette 

l'identificazione e la determinazione di ioni e di molecole ossidabili o riducibili 

nell'elettrolisi, fondandosi sulla misura della variazione della corrente elettrica al variare del 

potenziale di polarizzazione. 

Chimica. Un polarografo è costituito da un recipiente a fondo largo e piatto ricoperto di 

mercurio che funziona da anodo (può essere sostituito da un elettrodo di confronto a 

potenziale noto); il microcatodo è costituito da una piccola goccia di mercurio che si forma 

in continuazione all'estremità capillare di un'ampolla; un dispositivo potenziometrico 

permette di far variare in certi limiti la differenza di potenziale tra gli elettrodi. La lettura 

simultanea dell'amperometro e del voltmetro permette di costruire la curva di 

polarizzazione; in pratica è più agevole utilizzare per questo tracciato un dispositivo di 

registrazione. 

Il tracciato della curva di polarizzazione relativa a un dato ione, formato da una zona di 

rapida salita seguita da un plateau, viene detto onda polarografica. 

I valori caratteristici di questa onda sono: la corrente limite, proporzionale alla 

concentrazione ionica, e il potenziale di semionda, corrispondente al flesso della curva; si 

dimostra che questo è caratteristico del sistema redox, la cui forma ossidata è rappresentata 

dagli ioni che vanno a scaricarsi sul microcatodo mentre la forma ridotta è rappresentata 

dagli ioni dopo che si sono scaricati. Le principali applicazioni della polarografia sono 

l'identificazione di uno ione per mezzo del potenziale di semionda e la misura della 

concentrazione ionica della soluzione con la corrente limite. 

Il metodo, qualitativo e quantitativo, si può applicare a un sale puro oppure a un miscuglio 

in soluzione: in quest'ultimo caso la curva di polarizzazione è formata da onde che si 

susseguono. La polarografia serve inoltre allo studio di alcuni tipi di legami chimici e della 

velocità delle reazioni in soluzione. 

POTENZIOMETRIA 

La potenziometria è un metodo di analisi chimica che si basa sulla misura del potenziale 

degli elettrodi delle celle elettrochimiche. 

Il potenziale di un elettrodo dipende dalla concentrazione degli ioni presenti nella soluzione 

in cui l’elettrodo è immerso e perciò dalla misura di questo potenziale si può risalire alla 

concentrazione della soluzione in esame. 


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La pHmetria eseguita con gli elettrodi a vetro, è di fatto, una applicazione della 

potenziometria. 

RIFRATTOMETRÌA 

sf. [rifratto+-metria]. Tecnica di misurazione degli indici di rifrazione di mezzi ottici solidi, 

liquidi, aeriformi. La misurazione viene generalmente effettuata mediante apparecchi 

chiamati rifrattometri. 

La r. è anche un importante metodo di analisi chimica che da misure dell'indice di rifrazione 

permette di risalire alla natura delle sostanze in esame e, nel caso di soluzioni note, alla 

concentrazione delle soluzioni stesse. 

In tali analisi qualitative e quantitative gli strumenti usati forniscono misure rapide e precise 

dell'indice di rifrazione e della concentrazione, permettendo di operare anche su una sola 

goccia del campione senza alterarlo chimicamente. 

L'uso esteso di tale analisi è dovuto al fatto che la determinazione dell'indice di rifrazione 

costituisce uno dei dati più sicuri ai fini dell'analisi stessa. 

L'analisi rifrattometrica permette tra l'altro la determinazione della percentuale di zucchero 

contenuto in soluzioni, in succhi di frutta, in marmellate, ecc.; la determinazione delle 

concentrazioni di soluzioni acquose, alcoliche ed eteriche di ogni genere; la verifica e il 

controllo della purezza del petrolio e dei suoi sottoprodotti, dei grassi animali e vegetali, 

della glicerina, ecc.; il dosaggio dell'albumina nel siero del sangue e altre indagini 

biochimiche di questo tipo. 

SPETTROMETRIA DI ASSORBIMENTO ATOMICO CON ATOMIZZAZIONE A 

FIAMMA, FAA 

I componenti del campione vengono atomizzati in una fiamma, a temperature variabili a 

seconda delle condizioni operative, ma nell’ordine dei 2300°C. 

In tali condizioni assorbono selettivamente le radiazioni caratteristiche, in misura 

proporzionale alla loro concentrazione nel campione. 

L’analisi quantitativa viene eseguita mediante il metodo della retta di taratura. 

SPETTROMETRIA DI ASSORBIMENTO ATOMICO CON ATOMIZZAZIONE A 

FORNETTO DI GRAFITE, GFAA 

I componenti del campione vengono atomizzati in un cilindro di grafite, riscaldato 

elettricamente, a temperature nell’ordine dei 2800°C. 

In tali condizioni assorbono selettivamente le radiazioni caratteristiche, in misura 

proporzionale alla loro concentrazione nel campione. 

L'analisi quantitativa avviene mediante il metodo della retta di taratura. 


16


SPETTROFOTOMETRIA UV/VIS. 

Il campione tal quale o eventualmente diluito in modo opportuno e/o trattato con reagenti 

specifici, mostra un assorbimento caratteristico delle radiazioni elettromagnetiche nella 

regione dell’UV/Visibile, dovuto a transizioni elettroniche. L’andamento del tracciato che si 

ottiene può far risalire ai principali gruppi funzionali presenti e l’intensità dell’assorbimento 

elettromagnetico può consentire anche la determinazione quantitativa del o dei principi 

attivi presenti. 

SPETTROMETRIA DI ASSORBIMENTO NELL’INFRAROSSO IR 

fig. Classico spettro IR, i “picchi” sono caratteristici di legami chimici precisi. 

Gli spettri IR sono “unici” tra tutti gli altri in quanto forniscono informazioni strutturali 

sulle molecole e miscele. 

SPETTROMETRIA DI EMISSIONE AL PLASMA, ICP (Inductively Coupled Plasma) 

Tutti i componenti del campione vengono portati allo stato elementare ed eccitati in un 

plasma di argon, portato alla temperatura di 6000°C mediante eccitazione degli ioni un 

campo magnetico oscillante generato da una bobina di induzione a radiofrequenza. Ogni 

elemento emette radiazioni caratteristiche per lunghezza d’onda e intensità, che consentono 

di rivelarne la presenza e, se necessario, di determinarlo quantitativamente. 

Analisi quantitativa mediante il metodo della retta di taratura. 

SPETTROMETRIA DI MASSA 

La spettrometria di massa è una tecnica analitica applicata sia all'identificazione di 

sostanze sconosciute, sia all'analisi in tracce di sostanze. Viene comunemente usata in 

combinazione con tecniche separative, quali la gascromatografia e la cromatografia in fase 

liquida (HPLC), o - più recentemente - con tecniche ionizzanti quali il plasma a induzione. 

Il principio su cui si basa la spettrometria di massa è la possibilità di separare una miscela di 

ioni in funzione del loro rapporto massa/carica elettrica generalmente tramite campi 

magnetici statici o oscillanti. 


17


Tale miscela è ottenuta ionizzando le molecole del campione, principalmente facendo loro 

attraversare un fascio di elettroni ad energia nota. Le molecole così ionizzate sono instabili e 

si frammentano in ioni più leggeri secondo schemi tipici in funzione della loro struttura 

chimica. 

Il diagramma che riporta l'abbondanza di ogni ione in funzione del rapporto massa/carica è 

il cosiddetto spettro di massa, tipico di ogni composto in quanto direttamente correlato alla 

sua struttura chimica ed alle condizioni di ionizzazione cui è stato sottoposto. Da uno spettro 

di massa si possono ricavare molte informazioni strutturali semplicemente utilizzando 

regole empiriche di interpretazione. Fonte: http://it.wikipedia.org/wiki 

SPETTROSCOPIA 

Disciplina basata sull'osservazione dell'emissione o assorbimento di radiazione 

elettromagnetica da parte della materia. Le radiazioni di elevata energia (es. raggi X, UV di 

alta energia) interagiscono primariamente con elettroni relativamente prossimi al nucleo 

atomico. 

Quelle nella zona dell'UV vicino-visibile sono caratteristiche di transizioni di elettroni di 

valenza. Infine le radiazioni infrarosse sono assorbite o cedute dalle molecole in seguito a 

vibrazioni o rotazioni molecolari. 

L'insieme di informazioni fornito da metodi spettroscopici è di notevole ausilio nello studio 

della struttura delle molecole (specialmente organiche e metallorganiche). 

TORBIDIMETRIA 

Il campione tal quale o eventualmente diluito in modo opportuno, viene trattato con reagenti 

specifici, che portano alla formazione di un precipitato il quale, mantenuto in sospensione 

per mezzo di opportuni additivi, rende la soluzione torbida. 

L’assorbimento della luce da parte della soluzione, a determinate lunghezze d’onda, risulta 

proporzionale, entro un determinato intervallo di concentrazioni, alla torbidità e alla 

concentrazione dell’analita. I principi su cui si basa sono simili a quelli della nefelometria, 

infatti se predomina la luce riflessa si parla di nefelometria. 

L'analisi quantitativa avviene mediante il metodo della retta di taratura. 

VOLTAMMETRIA 

La tecnica consiste praticamente in una elettrolisi condotta in condizioni controllate. Essa si 

basa sulla misura della corrente che attraversa un microelettrodo, immerso nella soluzione 

contenente le specie elettroattive sottoposte a misura, quando ad esso viene applicato un 

potenziale fatto variare in modo opportuno. Il microelettrodo, che costituisce l’"elettrodo di 

lavoro" e può essere costituito da una goccia di mercurio o da dispositivo allo stato solido, si 

trova inserito in un sistema a tre elettrodi, completato dal "controelettrodo" in platino e da 

un elettrodo di riferimento, abitualmente in Ag/AgCl. La misura dell’intensità della corrente 

e del potenziale "di scarica" di una determinata specie chimica ne consentono la 

determinazione quantitativa e, spesso, anche il riconoscimento qualitativo. 


18


FLUORESCENZA A RAGGI X (X RAY FLUORESCENCE XRF) 

L’eccitazione del campione con raggi X molto ricchi di energia determina l’estrazione di 

elettroni interni degli atomi. 

Questi ultimi, riassestando la loro distribuzione elettronica, emettono raggi X a lunghezze 

d’onda caratteristiche per ogni elemento, consentendo l’analisi qualitativa del campione. 

Inoltre, l’intensità dei medesimi risulta correlata alla quantità del corrispondente elemento, 

consentendone in tal modo la determinazione quantitativa. 

Con questa tecnica è possibile procedere all’analisi di quasi tutti gli elementi della Tavola 

Periodica. 


19


GLOSSARIO 

AES Atomic Emission Spectroscopy 

AFM Microscopia a Forza Atomica 

ASV = voltammetria di stripping anodico 

DPP = polarografia a impulsi differenziale 

FAAS = spettrometria di assorbimento atomico a fiamma 

GC = gascromatografia 

GC-MS = gascromatografia – spettrometria di massa 

GDMS Spettrosc. di massa con scarica a bagliore (Glow Discharge Mass Spectroscopy) 

GFAAS = spettrometria di assorbimento atomico a fornetto di grafite 

HG-AAS –1 = spettrometria di assorbimento atomico con generazione di idruri e 

atomizzazione in cella di quarzo 

HG-AAS –2 = spettrometria di assorbimento atomico con generazione di idruri e loro 

introduzione in fiamma 

HPLC = High Performance (o High Pressure) Liquid Chromatography 

IC = cromatografia ionica 

ICP Inductively Coupled Plasma 

ICP-AES = spettrometria di emissione atomica a plasma ad accoppiamento induttivo 

ICP-MS = spettrometria di massa con sorgente a plasma 

IR = spettrometria di assorbimento nell’infrarosso 

PES Plasma Emission Spectroscopy 

SEM Microscopia Elettronica a Scanner 

X Ray Fluorescence XRF 


20


Tabella riassuntiva sulle tecniche strumentali di analisi 1/3 

Tecnica Principio Applicazioni Principali interferenze Costo di acquisizione Costo di 

gestione 

Crioscopia abbassamento crioscopico determinazione della 

conc di soluzioni. 

Spettr. UV-vis Assorbimento di Composti 

radiazioni UV o visibili organici 

e inorganici 

FAAS Atomizzazione con Metalli ed alcuni 

fiamma e assorbimento 

di radiazioni UV o 

visibili 

metalloidi 

GFAAS Atomizzazione in 

fornetto e assorbimento di 

radiazioni UV o 

visibili 

CVAAS Conversione dell’analita in 

metallo, 

volatilizzazione e 

assorbimento di 

radiazioni UV 

Metalli ed alcuni 

metalloidi 

Il campione dev’esser 

cristallizzabile 

Spettrali 

Diffusione della 

radiazione 

Spettrali 

Di distribuzione 

spaziale 

Chimiche 

Di ionizzazione 

Di trasporto 

Effetti memoria 

Spettrali 

Chimiche 


Mercurio Durante la 

riduzione 

Spettrali (molto 

ridotte) 


21 

Tempo Analisi 

multielementare 

Moderato Basso medio No 

Moderato Basso Stabilizzazione: 

moderato 

Misura: breve 

Moderato Intermedio Stabilizzazione: 

moderato 

Misura: da breve 

a moderato 

Da medio a medio-alto Elevato Stabilizzazione: 

moderato 

Misura: 

Da basso a moderato (per il 

generatore di vapori freddi e la 

cella di misura. 

L’apparato va inserito in uno 

spettrometro di assorbimento 

atomico) 

moderato 

Elevato Stabilizzazione: 

moderato 

Misura: 

moderato 

“via umida” analisi elementare organica Campioni organici vari nessuna Moderato Basso da medio a breve Si 

HGAAS Conversione dell’analita Elementi che Durante la 

Da basso a moderato (per il Elevato Stabilizzazione: No 

in idruro, atomizzazione formano idruri generazione di sistema di generazione di idruri e 

moderato 

e assorbimento di covalenti volatili idruri 

la cella di misura). 

Misura: 

radiazioni UV 

Durante 

L’apparato va inserito in uno 

moderato 

l’atomizzazione spettrometro di assorbimento 

Spettrali (ridotte) atomico. In alternativa 

Effetti memoria esistono strumenti indipendenti, 

dedicati al solo mercurio, di costo 

moderato 

No, tranne che in 

alcuni casi 

No 

No (tranne che con 

alcuni tipi di 

strumento) 

No



Tecnica Principio Applicazioni Principali interferenze Costo di acquisizione Costo di 

gestione 

ICP-AES Atomizzazione in 

plasma ed emissione 

di radiazioni UV o visibili 

ICP-MS Atomizzazione, 

ionizzazione e rivelazione 

mediante MS 

GC Volatilizzazione, ripartizione 

tra fase stazionaria e fase 

mobile (gas), separazione e 

rivelazione 

Metalli ed alcuni 

metalloidi 

La maggior parte 

degli elementi 

Composti 

prevalentemente 

organici volatili e 

semivolatili 

termicamente stabili 

GC-MS Volatilizzazione, 

Composti 

ripartizione tra fase stazionaria prevalentemente 

e fase mobile (gas), organici volatili e 

separazione e 

semivolatili 

rivelazione mediante termicamente stabili 

MS 

HPLC Ripartizione tra fase 

stazionaria e fase mobile 

(liquido), separazione e 

rivelazione 

Composti organici, 

inorganici, 

metallorganici 

Spettrali 

Di trasporto 


Spettrali (isobariche, 

molecolari, ioni a 

doppia carica) 

Non spettrali (di trasporto, 

solidi disciolti, eccesso di 

ioni) 


Coeluizioni 

Segnale di fondo 

dovuto alla matrice 


Coeluizioni 




Coeluizioni 




Da medio a medio-alto Elevato Stabilizzazione: moderato 

Misura: breve 

Elevato Elevato Stabilizzazione: 

moderato 

Misura: breve 

Moderato Intermedio Stabilizzazione: da 

moderato a lungo 

Misura: da moderato 

a lungo (ma in un solo 

cromatogramma si 

determinano più 

analiti) 

Da medio a medioalto Elevato Stabilizzazione: da 





Da moderato a 

medio 

22 

Tempo Analisi 


determinano più analiti) 

Intermedio Stabilizzazione: da 






Si 

Si 

Si 

Si 

Si



Tecnica Principio Applicazioni Principali interferenze Costo di 

acquisizione 

IC Ripartizione per scambio 

ionico tra fase stazionaria e 

fase mobile (liquido), 

separazione e rivelazione 

DPP Variazione di potenziale e 

misura della corrente 

risultante 

Specie ioniche o 

Ionizzabili inorganiche, 

organiche e 

metallorganiche 

Specie inorganiche, 

organiche e 

organometalliche 

ossidabili o riducibili 

Polarografia Polarizzazione Ricerca di ioni in 

soluzione, anche in 

Potenziometria Misura della forza 

elettromotrice di una 

cella galvanica 

IR e FT-IR Assorbimento di 

radiazioni nell’IR 

tracce, cinetica 

Coeluizioni 


Sovrapposizione di 

segnali 

Tensioattivi 


pH, anioni e cationi Specie a cui 

l’elettrodo è sensibile 

Specie che alterano la 

forma chimica dell’analita 

Sostanze soprattutto 

organiche 

Variazioni di temperatura 

Spettrali. 

Ambiente esterno 

Da moderato a 

medio 

Costo di 

gestione 

Intermedio Stabilizzazione: da 


Misura: da moderato a 

lungo (ma in un solo 


23 

Tempo Analisi 



Moderato Intermedio Stabilizzazione: nullo 

Misura: breve (medio se si 

considera la 

deossigenazione) 

Si 

Da medio a breve Intermedio Medio No 

Basso Basso Stabilizzazione: 

breve. 

Misura: breve 

Medio Intermedio Stabilizzazione: 

breve. 

Misura: moderato 

XRF fluorescenza a raggi x Ricerca tutti gli elem. Medio Medio più breve che via umida Si 

Si 

No 

Si

a cura di D’AGOSTINO STEFANO: LE TECNICHE ANALITICHE STRUMENTALI ver.5 

ILLUSTRAZIONE DELLE TABELLE 

Per ciascuna tecnica sono stati presi in considerazione i seguenti parametri: 

− principio di funzionamento; 

− componenti della strumentazione; 

− interferenze generali; 

− applicazioni all’analisi; 

− vantaggi; 

− svantaggi; 

− valutazione comparata rispetto a tecniche applicabili alla determinazione dei medesimi 

analiti; 

− costo di acquisizione; 

− costi di gestione; 

− tempo di analisi. 

Per alcuni dei parametri indicati sono stati individuati intervalli di variabilità così definiti: 

− per il costo di acquisizione: 

• basso: fino a 5.000 euro; 

• moderato: da 5.000 a 25.000 euro; 

• medio: da 25.000 a 50.000 euro; 

• medio-alto: da 50.000 a 100.000 euro; 

• elevato: da 100.000 a 150.000 euro; 

• molto elevato: maggiore di 150.000 euro; 

− per il tempo di stabilizzazione dello strumento: 

• breve: 1 – 10 minuti; 

• moderato: 11 – 30 minuti 

• lungo: 31 - 60 minuti; 

• molto lungo: maggiore di 60 minuti; 

− per il tempo di misura (come “misura” si intende la registrazione di un segnale da una 

soluzione, che può essere uno standard per la calibrazione, oppure un campione 

incognito da analizzare) 

• breve: minore di 2 minuti; 

• moderato: 2- 5 minuti; 

• medio: 5 – 10 minuti; 

• medio – lungo: 10 – 20 minuti; 

• lungo: maggiore di 20 minuti. 

Va sottolineato che i costi di acquisizione riportati rappresentano delle stime, riferite 

all’anno 2002, per fornire all’utilizzatore un’indicazione sull’investimento necessario per 

l’acquisto dei vari strumenti: il prezzo effettivo di vendita varierà a seconda della casa 

produttrice, del modello, della presenza di accessori e del grado di automazione. 

Analogamente i tempi di stabilizzazione e di analisi riportati rappresentano delle indicazioni 


24


generali; i tempi effettivi dipenderanno dalle procedure di controllo di qualità adottate nei 

singoli laboratori e dalle condizioni di misura impostate (ad esempio il programma di 

temperatura per l’atomizzazione nella tecnica GFAAS). 

I costi di gestione sono difficilmente quantificabili, perché dipendono dal tipo di strumento, 

dalla frequenza di utilizzo, dall’organizzazione e dalle caratteristiche del laboratorio. Per 

ogni strumento sono state quindi elencate le voci che concorrono a determinarne i costi di 

gestione. 

Inoltre è stata individuata una scala relativa di onerosità, definendo “bassi” i costi di 

gestione per strumenti molto semplici (ad esempio i potenziometri), “elevati” i costi per 

strumenti che richiedono molti materiali di consumo e/o frequenti interventi di 

manutenzione (ad esempio l’ICP-MS) e “intermedi” quelli per strumenti con caratteristiche 

intermedie. 

Questa sezione non intende certamente sostituirsi ad un testo di analisi chimica strumentale, 

ma vuole indicare agli studenti i concetti fondamentali sul principio di funzionamento 

delle tecniche analitiche e sulla struttura delle strumentazioni. 

Le indicazioni riportate possono essere di ausilio nella scelta della tecnica da adottare 

tenendo conto degli obiettivi dell’analisi e delle esigenze di sensibilità, di tempo e di costi. 


25


Bibliografia: 

1. Grande dizionario dello scibile diffuso in vari paesi nelle lingue d'origine: 

http://it.wikipedia.org/wiki 

2. Alcune immagini sono tratte dal catalogo della ditta - Education M.A.D. apparecchiature 

scientifiche. www.edumad.com 

3. Dizionario di chimica e chimica industriale in italiano: 

http://www.minerva.unito.it/Chimica&Industria 

4. Enciclopedia 3000 Utet S.P.A. , 2003 

5. G. Volpago, G. Bartorelli “Analisi tecniche metodi strumentali e chimici” Editrice Bocchi 

Venezia, 1986. 

6. APAT Agenzia per la protezione dell’ambiente e per i servizi tecnici 

“Proposta di guida tecnica sui metodi di analisi dei suoli contaminati”, RTI CTN_SSC 3/2002. 

7. I. Vogel, Chimica Organica Pratica, Ambrosiana, Milano (1988) 

8. D. Skoog, D. West, CHIMICA ANALITICA INTRODUZIONE 2^ ed. italiana, SES Napoli 1987 

9. C. Cereda, Corso di fisica generale a cura di Claudio Cereda – rel. 4.2 


26

LE TECNICHE ANALITICHE

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