Главная страница
Навигация по странице:

  • 2.3 Инфракрасное излучение и виды колебания молекул

  • 2.4 Особенности инфракрасной спектроскопии органических и природных материалов

  • 2.5 Подготовка проб к проведению анализов методом инфракрасной спектроскопии

  • моя курсовая. О. П. Саввина Проведение качественного и количественного


    Скачать 1.72 Mb.
    НазваниеО. П. Саввина Проведение качественного и количественного
    Дата25.10.2021
    Размер1.72 Mb.
    Формат файлаpdf
    Имя файламоя курсовая.pdf
    ТипПояснительная записка
    #255711
    страница2 из 3
    1   2   3

    2.2 Инфракрасные спектры излучения
    Инфракрасное излучение
    — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света - с длиной волны
    λ = 0,74 мкм, частотой 430 ТГц и микроволновым радиоизлучением - λ

    1 — 2 мкм, частота 300 ГГц.
    Инфракрасное излучение составляет большую часть излучения ламп накаливания, около 50 % излучения Солнца; инфракрасное излучение испускают некоторые лазеры.
    Для его регистрации пользуются тепловыми и фотоэлектрическими приёмниками, а также специальными фотоматериалами.
    Лазер представлен на рисунке 9.
    Рисунок 9 – Лазер
    В силу большей протяженности инфракрасного диапазона оптические свойства веществ в инфракрасном излучении могут значительно меняться, в том числе отличаясь от их свойств в видимом излучении.
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    15
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    15
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ

    В производственных условиях работающий человек часто окружен предметами, имеющих температуру выше температуры тела человека.
    Источником инфракрасного излучения в производственных условиях являются нагретые поверхности слитков, чушек, листов, поковок, разливаемый жидкий металл, открытое пламя печей, нагретые поверхности оборудования и тому подобное.
    По характеру излучения производственные источники тепла и лучистой энергии подразделяются на четыре основные группы:
    1) источники с температурой до 500
    °С - спектр содержит исключительно длинноволновое инфракрасное излучение;
    2) источники с температурой от 500
    °С до 1200 °С - в спектре содержится инфракрасное излучение коротких, средних и длинных волн, но появляется также видимое излучение слабой интенсивности, сначала красное, а затем белое;
    3) источники с температурой от 1200
    °С до 2000 °С - спектр содержит как все виды инфракрасные излучения, так и видимое излучение высокой яркости;
    4) источники с температурой от 2000
    °С до 4000 °С - спектр наряду с инфракрасным и видимым излучением содержит ультрафиолетовое излучение.
    Диапазон длин волн инфракрасного излучения представлен на рисунке 10.
    Рисунок 10 – Диапазон длин волн инфракрасного излучения
    Одним из самых распространенных способов борьбы с тепловым излучением является экранирование излучающих поверхностей. Экраны бывают трех типов: непрозрачные, прозрачные и полупрозрачные.
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    16
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ

    В непрозрачных экранах поглощаемая энергия электромагнитных колебаний, взаимодействуя с веществом экрана, превращается в тепловую энергию. При этом экран нагревается и становится источником теплового излучения. К непрозрачным экранам относятся: металлические, альфолевые, футерованные, асбестовые и другие.
    В прозрачных экранах излучение, взаимодействуя с веществом экрана, минует стадию превращения в тепловую энергию и распространяется внутри экрана по законам геометрической оптики, что обеспечивает видимость через экран. Прозрачные экраны выполняются из различных стекол: силикатного, кварцевого, органического, металлизированного, а также к прозрачным экранам относятся пленочные водяные завесы, вододисперсные завесы.
    2.3 Инфракрасное излучение и виды колебания молекул
    Инфракрасный спектр поглощения - уникальное в своем роде физическое свойство. Не существует двух соединений, за исключением оптических изомеров, с различающимися структурами, но одинаковыми инфракрасными спектрами. В некоторых случаях, таких как полимеры с близким молекулярным весом, различия могут быть практически не заметны, но они всегда есть. В большинстве случаев инфракрасный спектр является - отпечатком пальцев молекулы, который легко отличим от спектров других молекул. Кроме того, что поглощение характерно для отдельных групп атомов, его интенсивность прямо пропорциональна их концентрации. Таким образом, измерение интенсивности поглощения дает после простых вычислений количество данного компонента в образце. По своим возможностям метод почти универсален. Образцы могут быть жидкими, твердыми или газообразными. Они могут быть органическими или неорганическими, хотя неорганические вещества иногда не дают хорошо выраженных спектров. В обычных условиях для инфракрасного излучения прозрачны только одноатомные газы и неполярные молекулы - неон Ne, гелий He, кислород О
    2
    , азот N
    2
    , водород H
    2
    . Другое ограничение заключается в том, что такой распространенный растворитель, как вода, имеет в инфракрасной области очень сильное поглощение и, кроме того, растворяет окна кювет, в качестве
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    17
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ
    которых используют пластинки из кристаллов солей. Метод инфракрасной спектроскопии обычно не очень чувствителен к примесям, если они не превышают
    1 %. Это, конечно, может быть как благом, так и бедствием, все зависит от точки зрения и решаемой проблемы. Подобным же образом может огорчить и тот факт, что положения характеристических полос поглощения для многих групп различны при переходе от одной молекулы к другой, но это подтверждает индивидуальность спектра поглощения и дает больше для понимания структуры молекулы, чем если бы полосы были неизменны.
    Инфракрасным излучением называют излучение с длинами волн от 0,5 до
    1000 мкм. В инфракрасном - диапазоне проявляются переходы между колебательными и вращательными уровнями энергии молекул. Химические связи в молекулах испытывают колебательные движения.
    В результате колебательный - инфракрасный спектр молекулы представляет собой ряд пиков, отвечающих разным колебательным энергетическим переходам.
    Большинство колебательных переходов в молекулах органических соединений реализуется в диапазоне длин волн от 2,5 до 25 мкм. В единицах волновых чисел н = 1/л cм
    -1
    , величин обратных длинам волн, этот интервал составляет 4000 –
    400 cм
    -1
    . Именно в этом диапазоне волновых чисел осуществляют регистрацию инфракрасных спектров органических соединений.
    Инфракрасный спектр органического соединения представлен на рисунке 11.
    Рисунок 11 - Инфракрасный спектр органического соединения
    Колебания бывают валентные и деформационные. К валентным относятся симметричное и антисимметричное колебания молекул. К деформационным
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    18
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ
    плоскостные и внеплоскостные. Плоскостные делятся на ножничное и маятниковое колебания молекул. Внеплоскостные делятся на веерное и крутильное колебания молекул.
    Колебания молекул представлены на рисунке 12.
    Рисунок 12 – Колебания молекул
    Маятниковое колебание молекул
    При маятниковых колебаниях структурная единица осциллирует вне равновесной плоскости.
    Система из нескольких шариков, подвешенных на нитях в одной плоскости, колеблющихся в этой плоскости и соударяющихся друг с другом, называется маятником Ньютона. Здесь уже приходится учитывать упругие процессы.
    Маятники используются в различных приборах, например, в часах и сейсмографах.
    Веерное колебание молекул
    При веерных колебаниях нелинейная трехатомная структурная единица движется взад и вперед в равновесной плоскости, образованной атомами и двумя их связями.
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    19
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ

    Веерные колебания проявляются в инфракрасных спектрах и спектрах комбинационного рассеяния света. Энергетические изменения, происходящие при молекулярных колебаниях, обычно не затрагивают электронного состояния молекулы.
    Крутильное колебание молекул
    Вращения структурной единицы относительно связи, которая соединяет ее с остальной частью молекулы, называются крутильными колебаниями.
    Крутильным маятником является баланс — деталь балансирного механизма механических часов, вращательные колебания которой определяют точность их хода.
    Крутильные колебания имеют место во всех тепловозных дизелях. Если эти колебания угрожают прочности коленчатого вала в рабочем диапазоне частоты вращения вала, то применяют антивибраторы и демпферы. Их размещают на свободном конце коленчатого вала, там, где возникают наибольшие крутильные колебания.
    Симметричное колебание молекул
    Симметричными колебаниями называются такие, которые не меняют конфигурацию группы атомов. В случае группы СН
    3
    — это такое колебание, при котором длины всех трех СН - связей одновременно увеличиваются или уменьшаются.
    Антисимметричное колебание молекул
    Антисимметричными колебаниями молекул называются такие, которые меняют конфигурацию группы атомов.
    Колебания молекул могут возникать под действием электромагнитного излучения только в тех случаях, когда они сопровождаются изменением распределения электрических зарядов. Иными словами, колебание активно в инфракрасной области, при условии, что оно сопровождается изменением электрического дипольного момента молекулы.
    Ножничное колебание молекул
    В случае ножничных колебаний два несвязанных атома движутся взад и
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    20
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ
    вперед по отношению друг к другу.
    Ножничные колебания СН
    2
    - групп и антисимметричные деформационные колебания СН
    3
    - групп, присоединенных к атому серы, наблюдаются при более низких значениях частот 1440 - 1410 еж
    -1
    , чем в углеводородах, а также в случае тех сульфидов, в которых рассматриваемые группировки отделены от атома серы метиленовым мостиком.
    2.4 Особенности инфракрасной спектроскопии органических и
    природных материалов
    В инфракрасных спектрах органических соединений можно выделить три основные области:
    1) 4000 - 2500 см
    -1
    . Область валентных колебаний простых связей
    X – H: O – H, N – H, C – H, S – H;
    2) 2500 - 1500 см
    -1
    . Область валентных колебаний кратных связей X = Y,
    X ≡ Y: C = C, C = O, C = N, C ≡ C, C ≡ N;
    3) 1500 - 500 см
    -1
    . Область валентных колебаний простых связей
    X – Y: C – C, C – N, C – O и деформационных колебаний простых связей
    X – H: С – H, O – H, N – H. Эта область также называется «областью отпечатков пальцев», так как положение и интенсивность полос поглощения в этом диапазоне сугубо индивидуальны для каждого конкретного органического соединения.
    Только по полному совпадению частот и интенсивностей линий в этой области инфракрасного спектра можно говорить об идентичности сравниваемых объектов.
    При интерпретации инфракрасных спектров наиболее информативными являются области 2500 - 1500 см
    -1
    и 4000 - 2500 см
    -1
    . Анализ первой из них позволяет определить в структуре соединения непредельные фрагменты: C = C,
    C ≡ C, C = O, C = N, C ≡ N, ароматические и гетероароматические ядра. Полосы поглощения в области 4000 - 2500 см
    -1
    позволяют однозначно идентифицировать такие функциональные группы как O – H, N – H, S – H, а также различные типы связей углерод – водород Csp
    3
    – H, Csp
    2
    – H, Csp – H, C – H - альдегид. Поэтому, рекомендуется начинать рассмотрение инфракрасных спектров именно с этих двух областей. При обнаружении в них характеристичных полос валентных
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    21
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ
    колебаний определенных типов связей рекомендуется дополнительно найти полосы соответствующих деформационных колебаний в области 1500 - 500 см
    -1
    , например, в случае связей O – H, N – H, С – H.
    Области в инфракрасных спектрах органических соединений представлены на рисунке 13.
    Рисунок 13 - Области в инфракрасных спектрах органических соединений
    Современные спектрометры позволяют регистрировать инфракрасные спектры газообразных, жидких и твердых образцов. Для получения инфракрасные спектра органического или природного соединения необходимо всего от 1 до
    10 мг вещества. Регистрация инфракрасных спектров осуществляется в кюветах изготовленных из бромида калия KBr или хлорида натрия NaCl – материалов, не поглощающих инфракрасное излучение в исследуемом диапазоне. Инфракрасные спектры принято записывать в виде зависимости пропускания инфракрасные излучения - % от волнового числа ν = 1/λ cм
    -1
    . Поэтому максимумы пиков, отвечающие наибольшему поглощению инфракрасного излучения, обращены вниз.
    В большинстве случаев инфракрасные спектры органических и природных соединений регистрируют либо в виде растворов веществ в хлороформе CHCl
    3
    , четыреххлористом углероде CCl
    4
    , сероуглероде CS
    2
    , либо в виде твердых прозрачных таблеток, полученных прессованием под давлением мелко размолотой смеси вещества с бромидом калия. Иногда используют метод съемки инфракрасного спектра вещества в виде мелко растертой суспензии в вазелиновом или минеральном масле.
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    22
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ

    В случае регистрации инфракрасных спектров соединений в растворах или суспензиях необходимо вычитать полосы поглощения растворителей или суспендирующей среды. При интерпретации инфракрасных спектров веществ, полученных в растворах в CHCl
    3
    и CCl
    4
    , нужно учитывать, что в зонах собственного поглощения этих растворителей отнесение линий спектра может быть неоднозначным. Для CHCl
    3
    характерно интенсивное собственное поглощение в диапазонах: 3100 - 3000, 1250 - 1200, 800 - 650 см
    -1
    . CCl
    4
    имеет поглощение в интервалах: 1560 - 1540, 800 - 700 см
    -1
    . На рисунке 14 и 15 приведены инфракрасные спектры CHCl
    3
    и CCl
    4
    . В указанных областях поглощение растворителей может маскировать полосы анализируемых веществ.
    Инфракрасный спектр CCl
    4,
    зарегистрированный в кювете толщиной 1 мм изображен на рисунке 14.
    Рисунок 14 - Инфракрасный спектр CCl
    4
    , зарегистрированный в кювете толщиной 1 мм
    Инфракрасный спектр CHCl
    3 , зарегистрированный в кювете толщиной
    1 мм изображен на рисунке 15
    Рисунок 15 - Инфракрасный спектр CHCl
    3
    , зарегистрированный в кювете толщиной 1 мм
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    23
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ

    На рисунке 16 также приведен инфракрасный спектр таблетки бромида калия KBr. Поглощение инфракрасного излучения бромидом калия начинается ниже 450 см
    -1
    и не маскирует поглощение органических соединений.
    Инфракрасный спектр таблетки бромида калия KBr изображен на рисунке 16.
    Рисунок 16 - Инфракрасный спектр таблетки бромида калия KBr
    При регистрации инфракрасных спектров органических и природных соединений часто наблюдаются линии поглощения примесей в образцах. Обычно это сигнал воды около 3450 см
    -1
    , колебания диоксида углерода при 2360 –
    2325 см
    -1
    . Иногда образцы загрязнены силиконовыми смазками, имеющими полосы при 1625 см
    -1
    и 1100 - 1000 см
    -1
    , или фталатами, проявляющимися в виде пика 1725 см
    -1
    . Следует помнить, что кюветы для инфракрасной спектроскопии, изготовленные из бромида калия KBr и хлорида натрия NaCl, чувствительны к воздействию следов воды и со временем мутнеют и выходят из строя. Поэтому, необходимо тщательно сушить образцы и растворители перед съёмкой инфракрасных спектров.
    2.5 Подготовка проб к проведению анализов методом инфракрасной
    спектроскопии
    Разнообразие приемов подготовки проб для сьемки инфракрасных спектров почти беспредельно, и исследователь должен выбрать один из них, наилучшим образом подходящий для решения конкретной проблемы с учетом свойств исследуемого объекта.
    В связи с тем, что физическое состояние образца может сильно влиять на его инфракрасный спектр, целесообразно заранее определить иерархию
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    24
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ
    используемых приемов. Последовательность их применения определяется поставленными перед исследователем задачами. Например, в лаборатории, проводящей химические работы общего характера, спектры жидких нелетучих проб целесообразно снимать в виде жидких плёнок или раздавленных между солевыми пластинками капель. Инфракрасные спектры летучих жидкостей регистрируют в тонких кюветах или в виде растворов, если вещество растворимо, при этом необходимо учитывать собственное поглощение растворителя.
    Для органических порошкообразных веществ логична следующая последовательность:
    1) суспензия в вазелиновом масле;
    2) таблетка с бромидом калия КВr или спектр диффузного отражения;
    3) раствор;
    4) пиролизат.
    Такие методы, как нарушенное полное внутреннее отражение - обычно оставляют для исследования специальных случаев.
    Жидкие пробы
    Одним из простейших приемов приготовления образцов является метод жидкой пленки. Он применяется для получения качественных обзорных спектров нелетучих, нереакционноспособных, нерастворимых жидкостей. Капля вещества сжимается между двумя солевыми пластинками или помещается на плоскую стеклянную поверхность. Желательно, чтобы в пределах сечения светового луча спектрометра толщина образца была более или менее одинаковой, без воздушных пузырьков. Очевидно, что спектры, полученные таким путем, не очень воспроизводимы, и не пригодны для количественной обработки - толщина поглощающего слоя неизвестна. Для получения спектров растворимых в летучих растворителях смол или лаков тонкий слой соответствующего раствора, нанесенного на солевое окно, аккуратно высушивают под тепловой лампой, феном или в вакуумном эксикаторе, добиваясь полного удаления растворителя. В некоторых случаях исследователи предпочитают приготовление проб в виде растворов, хотя этот метод более трудоемок, чем другие, его преимущество
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    25
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ
    заключается в высокой воспроизводимости и в возможности выполнять количественные измерения.
    Прибор для отмеривания и отбора жидкостей изображен на рисунке 17.
    Рисунок 17 - Прибор для отмеривания и отбора жидкостей
    Требования к растворителям
    Выбор растворителя всегда является результатом компромисса. Так как все стандартные органические растворители имеют инфракрасные спектры, то необходимо выбирать те из них, в которых вещество достаточно хорошо растворимо и которые имеют окна прозрачности в аналитических областях спектра. Растворитель должен быть химически инертным, поддаваться очистке и осушке. В тех областях спектра, где пропускание растворителя падает ниже 30 %, чувствительность измерений будет понижена, а шумы и погрешности измерений будут возрастать.
    Выбор концентрации
    Большинство органических веществ дает приемлемые спектры в области
    625 - 4000 см
    -1
    в кювете толщиной 0,1 мм при концентрациях около 1 г /
    10 мл. При работе ниже 600 см
    -1
    могут понадобиться более высокие концентрации. В случае сильно поглощающих фтор - или кремний органических соединений концентрация может быть снижена до 0,2 г / 10 мл. Для содержащих полярные группы соединений нужно иметь ввиду возможность проявления в спектрах межмолекулярных взаимодействий.
    Толщина поглощающего слоя
    На выбор толщины кюветы может влиять количество имеющегося в распоряжении образца или его растворимость. Очень тонкие кюветы < 0,05 мм трудно изготавливать, заполнять и опорожнять, а в кюветах толщиной более
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    26
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ

    0,2 мм поглощение растворителя может оказаться слишком сильным. Удобными для работы являются кюветы толщиной 0,1 мм. В специальных случаях для анализа следовых количеств в узких областях высокой прозрачности растворителя могут использоваться кюветы с толщиной поглощающего слоя до 1 см. Перед приготовлением образца с большой толщиной поглощающего слоя, необходимо проверить, пропускание растворителя и убедиться в его чистоте.
    Определение толщины кювет основано на том, что в спектре пустой чистой кюветы с плоско - параллельными окнами наблюдаются регулярные максимумы и минимумы, обусловленные интерференцией.
    Водные растворы
    Из - за очень сильного поглощения жидкой воды в инфракрасной области, применение водных растворов ограничено такими специальными областями, как биологические исследования. Использование жидкостных кювет толщиной менее
    10 мкм из водостойких материалов – гелий, кремний позволяет проводить исследования в значительной части области. Так как при дейтерировании частоты колебаний смещаются в область низких волновых чисел, то иногда в качестве растворителя используют тяжёлую воду.
    Прибор для отбора пробы воды представлен на рисунке 18. а - батометр; б – термометр для измерения температуры воды в водоисточнике
    Рисунок 18 - Прибор для отбора пробы воды
    Твердые вещества
    Сложности приготовления образцов твердых веществ, которые нерастворимы в обычных растворителях для инфракрасной спектроскопии, чаще всего возникают при их растирании до мелкодисперсных порошков, образующих суспензии в вазелиновом масле.
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    27
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ

    Пробоотборник для отбора твердых веществ представлен на рисунке 19.
    Рисунок 19 - Пробоотборник для отбора твердых веществ
    Суспензии в вазелиновом масле
    Вазелиновое масло широко применяется для приготовления суспензий, но его недостатком является сильное поглощение в области валентных и деформационных колебаний СН - связей. Это затруднение можно преодолеть, используя хлорированные или фторированные углеводороды.
    Вазелиновое масло представлено на рисунке 20.
    Рисунок 20 – Вазелиновое масло
    Размер растертых частиц должен быть меньше длины волны инфракрасного излучения.
    Прохождение света через рассеивающую среду представлено на рисунке 21. а) прошедшее и частично рассеянное излучение; б) прошедшее излучение
    Рисунок 21 - Прохождение света через рассеивающую среду
    Для этого малое количество вещества растирают в тонкий порошок,
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    28
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ
    смешивают с вазелиновым маслом, полученную однородную пасту аккуратно наносят на солевое окно и раздавливают в тонкий слой вторым окном. При плохом растирании спектры получаются неразрешенными и иногда искаженными из - за эффекта Христиансена - влияет дисперсия показателя преломления в области полосы поглощения.
    Диффузное отражение применяется для получения инфракрасных спектров порошкообразных веществ, особенно, в ближней области спектра. При использовании специальных приставок для Фурье - спектрометров методика оказалась полезной для количественного анализа, в частности, лекарственных препаратов.
    Диффузное отражение представлено на рисунке 22.
    Рисунок 22 – Диффузное отражение
    Пиролиз
    Когда все попытки получить инфракрасный спектр терпят неудачу, трудные образцы подвергают пиролизу или сухой перегонке с последующим анализом инфракрасных спектров летучих продуктов. Во многих случаях спектры пиролизатов похожи на спектры исходных соединений. Этим способом можно идентифицировать полиуретаны.
    Полиуретаны представлены на рисунке 23.
    Рисунок 23 - Полиуретаны
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    29
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ

    Существуют приставки к Фурье - спектрометрам, позволяющие регистрировать инфракрасные спектры хроматографических фракций по мере их выхода из газового хроматографа.
    Фурье - спектрометр представлен на рисунке 24.
    Рисунок 24 – Фурье - спектрометр
    Кюветы с алмазными окнами
    Для исследования свойств твердых тел и фазовых переходов в них требуется регистрация инфракрасных спектров при высоких, до 10000 атмосфер давлении. В настоящее время не являются экзотикой кюветы с прозрачными в инфракрасной области окнами из природных алмазов типа IIa.
    Кювета с алмазными окнами представлена на рисунке 25.
    Рисунок 25 - Кювета с алмазными окнами
    Оптическое отверстие такой кюветы невелико и для ее использования может понадобиться специальный микроосветитель - световой конденсор.
    Микроосветитель - световой конденсор представлен на рисунке 26.
    Рисунок 26 - Микроосветитель - световой конденсор
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    30
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ

    Спектроскопия внутреннего отражения
    Среди приемов пробоподготовки особое место занимает спектроскопия нарушенного полного внутреннего отражения. Этот метод широко применяется для получения спектров поверхности "неудобных" объектов таких как наполненные смолы, композиционные материалы, сырая резина или пищевые продукты. Он основан на поглощении поверхностным слоем исследуемой пробы электромагнитного излучения, выходящего из призмы полного внутреннего отражения, находящейся в оптическом контакте с изучаемой поверхностью. Для регистрации спектров спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения необходимы специальные приставки, которые размещают в кюветном отделении стандартного спектрометра. Спектры спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения практически идентичны обычным спектрам поглощения.
    Спектроскопия внутреннего отражения изображена на рисунке 27.
    Рисунок 27 - Спектроскопия внутреннего отражения
    Газы
    В простейших случаях особых проблем при подготовке газообразных проб не возникает. В случае агрессивных газов и паров для изготовления кюветы следует использовать специальные материалы. В качестве окон можно использовать листовой полиэтилен. Прокладки лучше использовать из таких инертных материалов, как витон или тефлон, поскольку другие материалы могут загрязнять образцы из - за адсорбции и десорбции.
    Отбор небольших проб газа
    Для уменьшения влияния уширения полос за счет соударений давление в кюветах обычно доводят до атмосферного сухим азотом. Такая процедура
    Изм. Лист
    № докум.
    Подпись Дата
    Лист
    31
    КП 18.02.12 180109 00 ПЗ
    увеличивает чувствительность к следовым количествам составных частей, а также позволяет проводить количественные измерения.
    В тех случаях, когда требуется высокая чувствительность, как, например, при исследованиях загрязнений атмосферы, очень полезны многоходовые газовые кюветы с большой длиной оптического пути.
    Многоходовая газовая кювета представлена на рисунке 28.
    Рисунок 28 - Многоходовая газовая кювета
    Промышленность выпускает газовые кюветы с длиной оптического пути до
    120 м, а в литературе есть сообщения о специальных кюветах с общей длиной пути до 1 км, что позволило достичь чувствительности 0,1 - 1 частей на миллиард.
    Следовые количества вредных и ядовитых паров, содержащихся в атмосфере, можно адсорбировать на древесном угле в адсорбционных трубках, а затем элюировать растворителем для идентификации по инфракрасному спектру.
    Отбор небольших проб газов представлен на рисунке 29.
    Рисунок 29 - Отбор небольших проб газов
    1   2   3


    написать администратору сайта