طیف‌بینی فروسرخ

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

طیف فروسرخ، به گستره ای از طول موج پس از امواج مرئی تا امواج رادیویی یعنی ۷۵۰ نانومتر تا ۱ میلیمتر گفته میشود.[۱] در این ناحیه ارتعاشات ملوکولی جذب دارند. در طیف بینی فروسرخ از طیفهای این ناحیه اطلاعات کیفی و کمی استخراج میشود که در شناسایی گروه عاملی مواد تعیین کننده است. این طیف به سه ناحیه فروسرخ نزدیک، میانه و دور تقسیم میشود.

مفهوم[ویرایش]

تعداد حالت‌های لرزش[ویرایش]

هر مولوکولی به تعداد ۳n درجه آزادی دارد. از این تعداد ۳ درجه مربوط به چرخشی و بسته به اینکه خطی باشد ۳n-۵ درجه آزادی ارتعاشی و اگر غیرخطی باشد ۳n-۶ درجه آزادی ارتعاشی موجود میباشد. تنها ارتعاشاتی در فروسرخ فعال هستند که اندازه حرکت دو قطبی آن در هنگام ارتعاش عوض شود . نظریه گروه به بررسی تفضیلی این موضوع میپردازد.[۲]

Symmetrical
stretching
Antisymmetrical
stretching
Scissoring
Symmetrical stretching.gif Asymmetrical stretching.gif Scissoring.gif
Rocking Wagging Twisting
Modo rotacao.gif Wagging.gif Twisting.gif

دستگاهوری[ویرایش]

دستگاه طیف سنج فروسرخ در مدلها و اندازه های گوناگونی ساخته میشود از یک حسگر ساده کربن دی اکسید تا یک تجزیه گر پیچیده تعیین گروههای عاملی ترکیب شیمیایی؛ همه و همه انواع مختلف این دستگاه هستند. در دستگاه های متداول آزمایشگاهی دو نوع ساده و تبدیل فوریه موجود است. ابخشهای اصلی دستگاه شامل منبع و آشکارساز است.[۳]

منبع تابش[ویرایش]

منبع تابش در این دستگاه باید قابلیت تولید طیف پیوسته در گستره مورد نظر را داشته باشد. یک سیم فولادی داغ شده تا دمای ۲۰۰۰-۱۵۰۰ کلوین میتواند این کار را انجام دهد. چراغ نرنست یک لوله توخالی پر شده از گازهای بی اثر است که در ان سیمی پلاتینی قرار دارد. این چراغ در دمای ۲۲۰۰ کلوین کار میکند. منبع دیگر گلوبار است که یک استوانه ی سیلیسیم کاربید است و توسط نیروی برق به دمای ۱۵۰۰ کلوین رسیده است.[۴]

آشکارساز فروسرخ[ویرایش]

دو دستهٔ اصلی آشکارسازها، گرمایی و کوانتمی هستند. آشکارسازهای گرمایی به ۴ دسته دماپا، بلومتر، پیزوالکتریک و بادی تقسیم میشوند.[۵]

طیف سنج فروسرخ با تبدیل فوریه[ویرایش]

این نوع از دستگاه که خود دو نوع نوری و غیر نوری را دارد بر استفاده از روشهای تبدیل فوریه برای پرهیز از پویش استوار است.

کاربرد[ویرایش]

طیف بینی فروسرخ در پژوهش، صنعت و علوم قضایی به عنوان یک روش ساده و مطمئن کاربرد دارد.[۶]

تعیین گروه عاملی و تعیین ساختار[ویرایش]

منطقهٔ ۴۰۰۰ -۱۵۰۰ بر سانتیمتر، منطقه‌ای است که گروه‌های عاملی ترکیبات شیمیایی جذب می‌دهند. IR summary version 2.gif منطقهٔ ۱۵۰۰-۴۰۰ بر سانتیمتر ارزش تحیلیل ندارد. این منطقه با نام منطقهٔ اثر انگشت شناخته می‌شود. این بدان معناست که برای هر ترکیب این منطقه تقریباً منحصربه‌فرد است.

مقایسه دو ترکیب[ویرایش]

با توجه به منحصر بودن طیف دو ماده میتوان با مقایسه طیف فروسرخ آنها به یکی بودن یا نبودن انها پی برد. این روش محدودیتهای دارد. مثلاً دو آنانتیومر قابل تشخیص نیستند. .

اندازه گیری کمی[ویرایش]

اندازه گیری کمی با این دستگاه کمتر صورت میپذیرد. با این حال تعدادی از آلاینده ها [۷] و کربن فولاد[۸] به این روش اندازه گیری میشوند.

مطالعات سطحی[ویرایش]

تجزیه الیاف[۹][ویرایش]

منابع[ویرایش]

  • مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «Infrared spectroscopy»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد (بازیابی در ۲۹ مه ۲۰۱۱).