Infrared Absorption Spectroscopy

Transcript

1 Infrared Absorption Spectroscopy 1

2 مقدمهاي بر طيفسنجي مادون قرمز ناحيه IR مادون قرمز شامل طيف سنجي در منطقه عدد موجي 1- cm و يا طول موج μm ميشود. از نظر دستگاهيIR به سه ناحيه تقسيم ميشود 2

3 مقدمهاي بر طيفسنجي مادون قرمز... در هر دو روش IR و رامان اطالعات راجع به ارتعاشات و چرخش )در حالت گازي( ملكول بدست ميآيد ولي مكانيزم برهمكنش تابش و ذرات متفاوت است. IR جذب ملكولي است. رامان پراكندگي تابش است. -ساختمان ملكول و توزيع ترازهاي الكتروني تعيين كننده شدت ارتعاشات است پس دوروش مكمل يكديگرند. -انتخابگري دو روش زياد و حساسيت آن )مخصوصا رامان( كم است. 3

4 نظريه طيف سنجي جذب مادون قرمز IR و رامان براي مطالعه ملكولهاي جامد مايع و گاز استفاده ميشود 4

5 نظريه طيف سنجي جذب مادون قرمز تغييرات ممان دو قطبي طي ارتعاشات و چرخشها تابش مادون قرمز انرژي الزم براي انتقاالت الكتروني ندارد )فقط انتقاالت چرخشي و ارتعاشي( - الزمه جذب تابشي مادون قرمز: تغيير در ممان دو قطبي در اثر حركت ارتعاشي و يا چرخشي است. - ممان دو قطبي با اختالف بار و فاصله بين دو مركز تعيين ميشود. =q d - مثال: توزيع بار در اطراف ملكول HClو O 2, N 2,Cl 2 انتقاالت چرخشي )انرژي كوانتيده( - انرژي الزم براي انتقاالت چرخشي 1- cm (>100μm) 100 است. گازها در ناحيه IR دور داراي پيك ها باريك و مجزا هستند. مايعات و جامدات: در اثر برخورد پيكها پيوسته و عريض است انتقاالت ارتعاشي/ چرخشي - انرژي ترازهاي ارتعاشي كوانتيده و مطابق با ناحيه مادون قرمز وسط است. انتقاالت ارتعاشي/ چرخشي در گازها ديده ميشود. در مايعات و جامدات حركت چرخشي قويا جلوگيري ميشود خطوط مجزاي 5 ارتعاشي و چرخشي وجود ندارد. sdadfarnia@yazd.ac.ir

6 انواع ارتعاشات ملكولي ارتعاشات به دو گروه تقسيم ميشوند 1- ارتعاشات كششي Stretching )طول پيوند تغيير ميكند( 2- ارتعاشات خمشي Bending )زاويه بين پيوند تغيير ميكند( 6

7 مدل مكانيكي يك ارتعاش كششي در ملكول دو اتمي دو جرم كه توسط يك فنر به هم متصل هستند در نظر بگيريد. حركت هماهنگ ساده: به هم خوردن وضعيت يكي از دو جرم در طول محور فنر )قانون هوک.( =F -Ky F: نيروي بازگرداننده K: ثابت نيرو y: فاصله جابجايي از موقعيت تعادل عالمت منفي: نيروي بازگرداننده Potential energy of harmonic oscillator 7

8 انرژي پتانسيل يك نوسانگر هماهنگ اگر جرم از موقعيت y به موقعيت y+dy تغيير مكان دهد (de) تغيير در انرژي پتانسيل (F)= نيرو (dy) de= -F dy de=k ydy E=1/2 K Y 2 انرژي پتانسيل: مسافت در تعادل= صفر است در حداكثر دامنه (A)= ماكزيمم است. Potential energy harmonic oscillator 8

9 فركانس ارتعاشي حرکت جرم به عنوان تابع زمان : برطبق مكانيك كالسيك و قانون دوم نيوتن F= ma )1( شتاب است a و mجرم a= d 2 Y/ dt 2 )2( F= -KY m d 2 y/ dt 2 = - )3( KYاما جابجايي آني جرم در زمان t برابر است با y= A Cos 2 m )4( فركانس ارتعاشي طبيعي m t A حداكثر دامنه حركت مشتق دوم اين رابطه برابر است با d 2 y/ dt 2 = -4 2 m2 A Cos 2 m t )5( با جاگذاري )4( و )5( در معادله )3( نتيجه ميشود: -KA Cos2 m t=- 4 m 2 m2 A Cos2 m t 9 1/2

10 فركانس ارتعاشي. فركانس طبيعي نوسانگر مكانيكي و به نيروي فنر وابسته است ولي مستقل از انرژي تحميل شده به سيستمهاست. و جرم m = 1/2 (K/m) 1/2 m 1 m اگر دو جرم mو 2 آنگاه: m 1 +m 2 متصل به يك فنر باشد μ=m 1 m 2 / m = 1/2 (K/μ) 1/2 = 1/2 [K(m 1 +m 2 )/ m 1 m 2 ] 1/2 sdadfarnia@yazd.ac.ir ارتعاشات ملكولي شبيه رابطه فوق است m 1 است. و m 2 جرم دو اتم 10

11 بررسی کوانتومی ارتعاشات ماهيت كوانتيده انرژي ارتعاشات ملكولي را به حساب نمي آورد معادله 1/2 (K/m) 1/2 m = ولي از مفهوم نوسانگر ساده براي توسعه معادالت موجي در مكانيك كوانتومي ميتوان كمك گرفت.از حل اين معادله براي انرژي پتانسيل نتيجه ميدهد: E= (v+ ½) h/2 (K/μ) 1/2 h: ثابت پالنگ :v عدد كوانتمي ارتعاشي ) 2, (0, 1, برخالف مكانيك معمولي ارتعاشگرهاي مكانيك كوانتومي فقط ميتواند مقادير انرژي مجزا را داشته باشد. داشتيم (K/μ) 1/2 m = 1/2 E= (v+ ½)h m )1( فركانس ارتعاش مدل كالسيك m 11

12 بررسی کوانتومی ارتعاشات انتقاالت بين ترازهاي انرژي ارتعاشي در صورتي انجام ميگيرد كه انرژي تابش (h ) دقيقا برابر با اختالف انرژي دو تراز E باشد يعني: E= h m = h/ 2 (K/μ) 1/2 )2( در دماي اطاق اكثر ملكولها در حالت پايه v=0, E= ½ h m E radiation = h = E= h m = h/ 2 (K/μ) 1/2 Or = m = 1/2 (K/μ) 1/2 sdadfarnia@yazd.ac.ir in term of wavenumber: = 1/ 2 C (K/μ) 1/2 = (K/μ) N/m: K Cm -1 = Cm/s= C Kg= μ 12

13 قواعد گزينشي براساس معادالت (K/μ) 1/2 E= h m = h/ 2 و E= (v+ ½)h sdadfarnia@yazd.ac.ir m ترازهاي ارتعاشي با فاصله مساوي قرار دارند و v= 1 ارتعاش ملكولي بايد يك پيك جذبي تك داشته باشيم نوسانگر ناهماهنگ است 13 رفتار اتمها در ملكول رفتار نوسانگر ناهماهنگ است. براي يك 1- اگر دو اتم خيلي به هم نزديك شوند دافعه كولن بين دو هسته زياد ميشود انرژي پتانسيل سريعتر از آنچه نوسانگر هماهنگ پيشبيني ميكند افزايش مييابد 2- اگر دو اتم تا حدي دور شوند اتمها تفكيك مي شوند نيروي بازگردان كاهش مييابد انرژي پتانسيل كاهش مييابد. يعني:

14 نوسانگر ناهماهنگ... 14

15 نوسانگر ناهماهنگ... ناهماهنگي منجر به دو نوع انحراف ميشود: 1- در اعداد كوانتمي بزرگ E كوچكتر ميشود از قانون گزينش تبعيت نميكند و... 3 و v= 2 مشاهده ميگردد. )خطوط باالتن با شدت كم( 2- برهمكنش ارتعاشات مختلف در يك ملكول: پيكهاي با فركانس برابر با مجموع و يا تفاضل فركانسهاي اصلي ظاهر مي گردد 15

16 شیوه های ارتعاشی N اتم داراي 3N درجه آزادي حركت است )هر اتم سه درجه( 1- حركت انتقالي: كل ملكول حركت ميكند و موقعيت اتمها نسبت به يكديگرثابت است )3 درجه آزادي( 2- انتقاالت چرخشي: فاصله بين اتمها ثابت اما كل ملكول نسبت به محورها عمودي كه از مركز ميگذرد ميچرخد )3 درجه آزادي( 3- انتقاالت ارتعاشي: موقعيت اتمها نسبت به يكديگر تغيير ميكند (6-3N) درجه آزادي ملكول غيرخطي و -3N 5 ملكول خطي 16

17 شیوه های ارتعاشی... تعداد پيكهاي مشاهده شده در IR كامال با فرمول -3N 6 و يا -3N 5 مطابقت ندارد زيرا: پيكها ممكن است كمتر باشد به علت: الف( ارتعاش داراي تغيير در ممان دو قطبي نباشد IRفعال نيست. ب ) انرژي ارتعاشات يكسان باشد. ج ) شدت جذب كم باشد كه دستگاه تشخيص ندهد. د ) طول موج ارتعاش خارج از محدوده دستگاه باشد. گاهي پيكهاي بيشتري نسبت به شيوه نرمال ديده ميشود كه علت آن عبارت است از: - 1 پيكهاي اورتن در فركانس دو يا سه برابر فركانس اصلي 2- نوارهاي تركيبي: برانگيختگي همزمان دو ارتعاش توسط يك فوتون نوار تركيبي از جمع يا تفاضل دو فركانس بنيادي ايجاد ميشود 17

18 جفت شدن ارتعاشي انرژي ارتعاشي ممكن است تحت تأثير نوسانگرهاي ديگر در ملكول قرار گيرد. مقدار جفت شدن تحت تأثير چند عامل قرار ميگيرد. 1- اگر يك اتم بين دو ارتعاش مشترک باشد جفت شدن قوي بين ارتعاشات كششي 2- اگر يك پيوند بين گروههاي ارتعاشي مشترک باشد برهم كنش ارتعاشات خمشي 3- اگر پيوند ارتعاشي يك ضلع زاويهاي را كه در ارتعاش خمشي تغيير ميكند تشكيل دهد جفت شدن ارتعاشي كششي و خمشي 4- اگر گروههاي جفت شده داراي انرژيهاي تقريبا مساوي باشد بيشترين برهمكنش 5- گروههايي كه توسط دو يا چند پيوند جدا شوند برهمكنش وجود ندارد 6- جفت شدن درصورتي اتفاق ميافتد كه ارتعاشات مربوط به اجزاء تقارن يكسان باشد 18

19 مثال 1 : ملكول O= C= O يك پيك در 1- Cm 1700 مربوط به ارتعاش كششي =C O تعداد ارتعاش CO 2 برابر است با 4=3-5 3 ارتعاش كششي نامتقارن در IR فعال است ) 1- cm 2330) ارتعاش كششي متقارن در IR غيرفعال است. دو ارتعاش ديگر مربوط به ارتعاش خمشي قيچيوار است كه هر دو هم انرژي است يك پيك در مثال 2 : آب: تعداد ارتعاشات 3= cm -1 ارتعاش كششي متقارن cm 3650 ارتعاش كششي نامتقارن cm 3760 ارتعاش خمشي قيچيدار cm 1595 از طيف مادون قرمز ميتوان براي تعيين ساختمان ملكول استفاده كرد. در اثر جفت شدن جابجايي در محل يك ارتعاش ايجاد ميشود ولي يك الگوي ويژه براي شناسايي ملكول ايجاد ميشود. 19

20 منابع و آشكارسازهاي مادون قرمز -1 منابع: منابع مادون قرمز شامل يك جامد بياثر است كه توسط الكتريسيته تا دماي 1500 تا 2200K حرارت داده شود و تابش پيوسته نزديك به تابش جسم سياه دارد. در اين دماها ماكزيمم شدت تابش بين -1 cm است. -در 1- cm 15( μm( 670 شدت تابش به %1 ماكزيمم ميرسد. -در 1- cm )1μm(10000 شدت تابش به %1 ماكزيمم ميرسد. افروزه نرنست: انواع منبع تابشي متشكل از اكسيد خاکهاي كمياب به شكل استوانه با قطر 1 تا 2 mm و طول 2cm دما بين 1200 K و 2200 K داراي ضريب دماي مقاومت الكتريكي منفي بزرگ است. 20

21 انواع منبع تابشي منبع گلوبار: ميله سيليكون كاربيد با طول 50 mm و قطر 5 mm است. به طور الكتريكي گرم ميشود K و ضريب مقاومت مثبت است. انرژي طيف گلوبار و افروزه نرنست مشابه است اما در محدوده زير 5 μm گلوبار خروجي بيشتري دارد. 3- منبع سيم ملتهب: شدت كمتر ولي عمر بيشتر از گلوبار و افروزه نرنست -سيم نيكل- كرم تا دماي 1100 K - سيم روديم مهر و موم شده در استوانه سراميكي 4- قوس جيوه )فشار باال( ناحيه مادون قرمز دور μm) 50<λ) 5- المپ تنگستن ناحيه مادون قرمز نزديك μm) cm -1 (λ= منبع ليزري كربن دياكسيد محدوده( μm cm-1 (λ= 9-11 براي تعيين گونههاي مانند: آمونياک بوتاديان بنزن اتانول نيتروژن دياكسيد تري كلر اتيلن 21

22 آشكارسازهاي مادون قرمز آشكارسازهاي مادون قرمز به سه دسته تقسيم ميشوند: 1- آشكارساز گرمايي -2-3 آشكارساز پيروالكتريك آشكارساز فوتورسانايي مورد 1 و 2 براي فتومتر و دستگاههاي طيف فتومتري پاشنده مناسب است. 3 مورد براي آشكارسازي دستگاه تبديل فوريه مناسب است. 22

23 -1 آشكارساز گرمايي آشكارسازهاي مادون قرمز... تابش توسط جسم سياه كوچك جذب ميشود و افزايش دماي حاصل اندازهگيري ميشود. -ظرفيت گرمايي جسم جاذب بايد حتياالمكان كوچك باشد. -از اثرات حرارتي محيط اطراف محافظت شود. - پرتو حاصل از منبع هميشه منقطع شود )بريده شود( ترموكوپل الف( ترموكوپل شامل يك جفت اتصال تشكيل شده از جوش دادن دو قطعه از يك فلز )بيسموت( به دو سر يك فلز متفاوت )آنتيموان( است. پتانسيل بين دو اتصال با اختالف دما تغيير ميكند. اتصال مرجع بايد داراي ظرفيت گرمايي باال باشد از اتصال چند ترموكوپل به طور سري ترموپايل ايجاد ميشود. اختالف دماي K اندازهگيري ميشود. Thermocouple & preamplifier 23

24 آشكارسازهاي مادون قرمز... ب- بولومتر )ترميستور( دماسنج مقاومتي است از نوارهاي فلز مانند پالتين و نيكل و يا از پك نيمه هادي ساخته شده است در اثر تغيير دما تغيير زيادي در مقاومت اين مواد ايجاد ميشود. بولومتر ژرمانيوم براي تابش. مناسب است -1 cm ( mm)

25 -2 آشكارسازهاي مادون قرمز... آشكارساز پيروالكتريك -مواد ديالكتريك: اعمال ميدان الكتريكي در اطراف مواد ديالكتريك ايجاد قطبش الكتريكي ميكند و مقدار قطبش تابعي از ثابت ديالكتريك ماده است.با قطع ميدان قطبش القائي به سرعت به صفر ميرسد. - مواد پيروالكتريك قطع ميدان الكتريكي قطبش از بين نمي رود و قطبش شديدا به دما وابسته است. -اگر بلور پيروالكتريك بين دو الكترود فشرده شود )كه يكي از آنها به تابش مادون قرمز شفاف باشد( مانند يك خازن وابسته به دما عمل ميكند. مثال: بلور تري گلسين سولفات COOH) 3 H 2 SO 4. (NH 2 CH 2 نقطه كوري: دمايي كه اگر بلور پيروالكتريك را تا آن دما گرم كنيم قطبش خود را از دست ميدهد. دماي كوري تري گليسن سولفات 47 C طيف سنجهاي مادون قرمز تبديل فوريه از آشكارساز پيروالكتريك استفاده ميكند. 25

26 آشكارسازهاي مادون قرمز آشكارساز فتورسانايي -نيمه هادي سولفيد سرب جيوه/ كادميم تلوريد آنتنمونيد اينديم ذخيره شده بر روي سطح شيشه و محافظت شده از جو -آشكارساز فتورسانايي سرب براي ناحيه مادون قرمز نزديك ) 1 تا 333cm 1- )3μm تا كاربرد دارد. آشكارساز تلوريد جيوه/ كادميم براي تابش مادون قرمز متوسط و دور 26

27 دستگاههاي مادون قرمز دستگاههاي مادون قرمز سه دستهاند: 1- اسپكتروفتومتر با شبكه پاشنده )بيشتر براي كارهاي كيفي( 2- دستگاه چند جزئي با به كارگيري انتقال فوريه Multiplex )براي كار كمي و كيفي( 3- فتومترهاي غيرپاشنده )براي تعيين كمي گونههاي آلي در اتمسفر( تا سال 1980 اسپكتروفتومتر با شبكه پاشنده بيشترين كاربرد داشته است ولي فعال FTIR جايگزين شده است. 27

28 دستگاه های پاشنده اكثرا دو پرتوي هستند و از شبكه پراش استفاده ميكنند چون شدت منبع مادون قرمز كم و حساسيت آشكارساز ضعيف است. و از طرف ديگر در ناحيه مادون قرمز آب و كربن دياكسيد جو در بعضي نواحي مهم طيفي داراي جذب است طيف دو پرتوي مسئله اين مزاحمت را جبران ميكند. دستگاه پاشنده دو پرتوي مادون قرمز مشابه دستگاه ناحيه مرئي و UV است. فقط در دستگاه مادون قرمز نمونه بين منبع و تكفامساز قرار ميگيرد زيرا: 1- شدت تابش كم است و تجزيه فتوشيميايي ندارد. -2 تابش پراكنده توليد شده در محفظه سل توسط تكفامساز خارج ميشود 28

29 شمای از یک دستگاه اسپکترفتومتر دو پرتوی مادون قرمز 29

30 طیفهای تک پرتوی و دو پرتوی بخار آب و کربن دی اکسید پایین: تک پرتوی باال: دو پرتوی 30

31 دستگاههاي غيرپاشنده -1-2 دستگاههاي غيرپاشنده به سه دسته تقسيم مي شونذ: فتومتر ساده صافيدار يا غيرپاشنده فتومتر با گوه صافي )كل طيف را ميهد( 3- عاري از طول موج گزين دستگاه ساده مستحكم راحت ارزان مناسب براي تجزيه كمي مادون 31

32 1- فتومتر ساده صافيدار منبع: سيم نيكل- كروم آشكارساز: گرمايي انتخابگر طول موج: صافي تداخلي 0.5 m طول سل )μm )ناحيه - 1 cm معادل 32

33 2- فتومتر بدون صافي سل مرجع از يك گاز غيرجاذب پر شده است. بار در ثانيه يك درميان از سل مرجع و سل مشابه پر شده از گاز مورد مطالعه عبور ميكند. دو اتاقك آشكارساز به وسيله يك ديافراگم فلزي نازک و انعطافپذير كه به عنوان خازن عمل ميكند جدا ميشوند. -تابش منبع با سرعت 5 33

34 دستگاههاي اتوماتيك )خودكار( براي تجزيه كمي شامل سه گوه صافي سوار شده به شكل يك دايره سه قسمتي )ناحيه بين cm معادل ) μm نمونه: جامد مايع يا گاز 34

35 Fourier Transform (FT) روش FTIR در سال 1950 به وسیله اخترشناسان ابداع شد. مزایای روش FT عبارتند از: 1- مزیت Jaquinot یا خروجی زیاد )through-put( به عنصرهای نوری کم 2- صحت و دقت زیاد در تعین طول موج 3- مزیت ذاتی ویا multiplex or Fellegett advantage که کل طیف همزمان گرفته میشود. در نتیجه می توان با یک زمان معین S/N را بهبود بخشید. (1958) 35

36 Time Domain Spectroscopy P(t)=k[Cos(2 1 t)+cos(2 2 t)] 36

37 wavelength 37

38 Methods of obtaining time domain spectra طیف در حیطه زمان را نمی توان در فرکانس Michelson interferometer (1891) The هرتز گرفت وسیله براي تعدیل كردن تابشهاي نوري است.پرتو تابشي را به دو نیم تقریبا مساوي تقسیم ميكند و سپس طوري آنها را تركیب ميكند كه تغییر شدت در پرتو ترکیبی معیاری از تفاوت مسیر پیموده شده توسط دو پرتو باشد. نمودار توان شدت خروجي از یك آشكارساز در ازاء interferogram )تداخل نما( نامند. δ را (F = Retardationاختالف =δ 2 -M) مسیر بین دو پرتو 38

39 Schematic of a Michelson interferometer illuminated by a momnochromatic source 39

40 - رابطه بین فركانس ورودي و خروجي را ميتوان با توجه به منحني p(t) در ازاء (interferogram) δ بدست آورد. بدین صورت: یک سیکل زمانی اتفاق می افتد که آینه مسیر /2 را طی کند. اگر سرعت حركت آینه V m و زمان الزم براي حركت آینه به اندازه 2/ برابر با باشد. Then V m. = /2 but in interferogram f=1/ =V m / ( /2)=2V m / =2V m =C/ f=2v m /C if V m =1.5cm/sec f=(2 1.5/ ) =

41 41

42 Fourier Transformation of interferograms The wave in Fig. a is described as: P( )=1/2p( )Cos 2 ft 42 sdadfarnia@yazd.ac.ir

43 اسپكترومتر تبديل فوريه اجزاء دستگاههاي تبديل فوريه تداخل سنج مايكلسون -مكانيزم رانش سرعت آينه متحرک: بايد ثابت و موقعيت آن دقيقا معلوم باشد. 43

44 اسپكترومتر تبديل فوريه 44

45 اسپكترومتر تبديل فوريه در ناحيه مادون قرمز دور μm) -50) 1000 تصحيح جابجايي آينه آسانتر است. در ناحيه مادون قرمز وسط و نزديك آينه بايد روي بالشتك هوا قرار گيرد. براي عملكرد موفق الزم است: 1- نمونه برداري از نمودار تداخل سنج در فواصل دقيق تأخير انجام گيرد 2- تعيين دقيق نقطه تأخير صفر براي امكان ميانگينگير سيگنال بدين منظور از سه تداخل سنج استفاده ميشود: 1- سيستم مادون قرمز كه نمودار تداخل سنجي مانند شكل A ميدهد. 2- سيستم مرجع حاشبه ليزر كه اطالعات مربوط به فاصله نمونهبرداري را ميدهد )ليزر )He/Ne 3- سيستم نور سفيد شامل منبع تنگستن (S3) و آشكارساز حساس به تابش مرئي تأخير صفر ميدهد )شكل B( 45

46 اسپكترومتر تبديل فوريه 46

47 اسپكترومتر تبديل فوريه شكافندههاي پرتو از مواد شفاف ساخته شدهاند كه %50 تابش را منعكس و %50 را عبور ميدهند. جنس ماده: -مادون قرمز دور: ميالر -مادون قرمز وسط: ژرمانيم يا سيليكون رسوب داده شده بر روي سزيم يديد يا بروميد سديم كلريد يا پتاسيم بروميد -مادون قرمز نزديك: اكسيد آهن (III) رسوب داده شده بر روي كلسيم فلوريد -منابع و آشكارسازها FTIR - منابع مثل قبل آشكارساز پيروالكتريك تريگليسين سولفات آشكارساز فتورسانايي جيوه تلوريد كادميم يا اينديم آنتي موان خنك شده در دماي نيتروژن 47

48 اسپكترومتر تبديل فوريه اكثرا تك پرتويي هستند 48

49 مزاياي دستگاههاي اسپكتروفتومتر تبديل فوريه 1- نسبت سيگنال به نويز بهتر 2- اجزاء نوري كمتر عبور انرژي خيلي بيشتر 3- عاري بودن تداخل منبع از تابش هرز اين دستگاه براي مطالعه موارد زير مفيد است: 1- نياز به تفكيك خيلي زياد باشد )طيفهاي پيچيده مخلوط گازها( 2- مطالعه نمونههاي با جذب باال 3- مطالعه موادي با نوارهاي جذب ضعيف 4- بررسيهايي كه نياز به پيمايش سريع دارند )مطالعات سنتيكي يا آشكارسازي كروماتوگرافي( 5- جمعآوري اطالعات مادون قرمز از نمونههاي خيلي كوچك 6- به دست آوردن طيفهاي انعكاسي 7- مطالعات نشر مادون قرمز 49

50 روش تهیه نمونه گازها 2- محلولها -1 حاللهای مناسب مادون قرمز سل مادون قرمز 50

51 روش تهیه نمونه سلها خيلي باريكتر از ناحيه مرئي و ماوراء بنفش است چون حالل جاذب است. غلظت نمونه بين 1% -0.1 پنجره سديم كلريد براي IR وسط )جال دادن به وسيله پودر جال دهنده( تعیین ضخامت سل ( b ) مايعات خالص جامدات الف( تهيه قرص 1 ميليگرم نمونه ميليگرم KBr ب( تهيه مل 2 تا 5 ميليگرم نمونه در يك يا دو قطره روغن هيدروكربن سنگين نيوجول 51

52 كاربردهاي كيفي طيف جذبي مادون قرمز وسط فركانس گروهي و ناحيه اثر انگشتي مادون قرمز الف( تغيير فركانس گروهي ) -1 cm ( ب( تعيين گروه عاملي ج( مقايسه كامل طيف مجهول با طيفهاي تركيبات خالصي كه محتوي تمام گروههاي عاملي يافت شده در مرحله قبل باشد )مخصوصا ناحيه اثر انگشتي 1- cm -600(

53 كاربردهاي كيفي طيف جذبي مادون قرمز وسط... فركانس گروهي و ناحيه اثر انگشتي مادون قرمز 53

54 فرکانس های گروهی ناحیه بین cmناحیه اثر انگشتی تا

55 نگاره همبستگی و محدویت استفاده آن 55

56 سیستم های جستجوی کامپیوتری توجه: نگارهاي همبستگي فقط به عنوان يك راهنما براي مطالعه بيشتر و دقيقتر به كار مي رود. )استفاده از راهنماها و جستجوي كامپيوتري 56

57 كاربردهاي كمي طيف جذبي مادون قرمز وسط كاربردهاي كمي مادون قرمز به علت پيچيدگي طيفها محدود است. انحراف از قانون بير: انحراف از قانون بير بيشتر از ناحيه فرابنفش و مرئي است الف( نوارهاي جذبي باريك هستند. زيرا: ب( به علت شدت كم منبع و حساسيت كم آشكارساز عرض شكاف تكفامساز زياد است. 57

58 كاربردهاي كمي طيف جذبي مادون قرمز وسط اندازهگيري جذب در ناحيه مرئي و ماوراء بنفش سلهاي جفت شده بود محلولP /حاللP =A log اما اين روش در ناحيه مادون قرمز ممكن نيست. از دو روش زير استفاده ميشود: 1- روش سلول داخل/ سلول خارج: طيف حالل خالص و محلول آناليت پشت سرهم اندازهگيري ميشوند. T 0 = P 0 / P r, T s = P/ P r T= T s / T 0 = P/ P 0 روش خط مبنا 58

59 برخي كاربردها كمي الف( تجزيه مخلوطي از هيدروكربنهاي آروماتيك 59

60 برخي كاربردها كمي... ب( تعيين آاليندههاي هوا 60

61 برخي كاربردها كمي... معايب و محدوديتهاي روش كمي مادون قرمز الف( عدم پيروي از قانون بير و پيچيدگي طيفها ب( احتمال همپوشاني پيكهاي جذبي ج( وابستگي اندازهگيري جذب به عرض شكاف به علت باريك بودن پيكها و آثار تابش مزاحم د( عرض كم سل 61

62 برخي كاربردها كمي... 62

63 حالل های مفید برای ناحیه مادون قرمز وسط 63

64 64

65 65

66 66

67 67