la quantità di etilene è insignificativamente piccola - solo 1 su un miliardo di aria. questo...
TRANSCRIPT
La quantità di etilene è insignificativamente piccola - solo 1 su un miliardo di aria. Questo richiede dei metodi sperimentali speciali. Uno di questi è la photo-acoustica.
Un fascio laser a infrarossi (CO2) induce delle vibrazioni delle molecole di etilene. Queste ultime "collidono" con le molecole di aria e trasmettono la loro eccitazione. Se il laser è ad intermittenza ad una frequenza di pochi kHz, un'onda di molecole in rapido movimento si propaga nel gas come un'onda acustica alla stessa frequenza - abbastanza per poterla sentire con un microfono.
Mai mettere le banane e le mele nello stesso cestino!
É da tempo risaputo che la presenza di una cestino di mele fa maturare un intero casco di banane. Il perchè ancora non lo si conosceva.
Sulla strada della fisica moderna
Il suono è generato nel campione di gas se l'energia di radiazione viene assorbita; questo avviene solo se l'energia del fotone del laser di eccitamento è pari almeno a un livello di energia della molecola studiata (i.e. alla differenza fra l'energia dello stato eccitato della particella e quella del suo stato fondamentale). Se vengono usate più righe dello spettro del laser di eccitazione che corrispondono a più livelli, si ottine un'impronta chiara delle molecole. Questo metodo è particolarmente adatto per le molecole complesse, con più livelli di vibrazione.
Il laser CO2 produce tante righe nel range degli infrarossi - questo tipo di laser è uno dei più usati nello spettroscopio fotoacustico. Attualmente, sono impiegati anche i laser a semiconduttori.
La molecola di etilene ha molte righe di assorbimento che corrispondono alle righe di emissione del laser CO2.
10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.70
20
40
60
80
100
120
10.6
96
10.6
75
10.6
53
10.6
32
10.6
11
10.5
91
10.5
71
10.5
51
10.5
32
10.5
13
10.4
94
10.2
89
10.2
74
10.2
47
10.2
33
10.2
210
.19
5
Po
ten
za d
el l
ase
r (r
ela
tiva
)
Lunghezza d'onda (m)
Special thanks for schemes and explanations to Dr Andrea Boscetti CNR and IRST, Trento
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48
0
4
8
12
C2H
4 pr
oduc
tion
(pm
ol g
-1 h
-1)
time (h)
100% RH
50% RH
E
Le orchidee cominciano ad emettere etilene appena dopo essere state impollinate. In un'atmosfera asciutta questo processo ricomincia.
Effetto della dessicazione ritardata della produzione di etilene di fiori Cymbidium evirati. La produzione di etilene dei fiori non-evirati era bassa (~0.5 pmol g-1 h-1) e non ha mostrato alcuna risposta significativa ai cambiamenti dell' RH). E=tempo di evirazione.from: E.J. Woltering and F. Harren, J. Exp. Botany, 40 (1989) 907, with permission
Così, quando la fotoacustica sarà presente nelle nostre case, tornati dal lavoro potremo chiedere: - Come sta oggi, Signorina Orchidea?
Il punto chiave dello spettroscopio fotoacoustico sta nel fatto che la bassa-energia (ovvero ampia lunghezza d'onda, ovvero eccitazione a infrarossi) comporta un tempo di vita maggiore. Per questo motivo, il decadimento dai livelli superiori avviene mediante le collisioni con altre molecule, piuttosto che attraverso una de-eccitazione radiativa diretta. Il suono è creato dalle collisioni delle molecole.
Distribuzione spettrale del laser CO2
Molecula di etilene e il suo spettro di assorbimento a infrarossi (lunghezza d'onda circa = 10 μm)
http://webbook.nist.gov/chemistry http://vpl.ipac.caltech.edu/spectra/c2h4.htmTraduzione in italiano: Gloria Zen
L' etilene (C2H4) è un ormone gassoso, adrenalina per le piante. Emettono etilene gli alberi di mele quando i frutti sono maturi, le orchidee quando fioriscono (e smettono di emetterlo quando sono impollinate) e l'uva quando ne si spezza una foglia. Come lo sappiamo? Grazie al laser!