Infračervená spektrometrie

Infračervená spektrometrie (IR, IČ, “infrared”) je metoda založená na interakci elektromagnetického záření o vlnové délce řádově 1mm – 1 µm (infračerveného záření) s měřeným vzorkem. Při dopadu tohoto záření na molekuly vzorku dochází ke změnám rotačního a vibračního stavu molekul (obr. 6.8). Protože přechody mezi jednotlivými rotačními a vibračními stavy jsou kvantovány (dochází k nim nespojitě, podobně jako k energetickým přeskokům elektronů v obalech atomů), projeví se to různou měrou absorbce infračerveného záření při jednotlivých vlnových délkách záření.

V současné době je vypracována řada metod infračervené spektrometrie vhodných pro různé účely. V mineralogii se nejčastěji studuje práškový vzorek minerálu (zrna menší než 1µm) smísený s čistým KBr nebo KCl a slisovaný pod vysokým tlakem do tvaru tenkého terčíku, tzv. pelety. Hlavními součástmi infračerveného spektrometru je zdroj záření, monochromátor, detektor infračerveného záření a registrační zařízení (obr. 6.9). Zdroj produkuje polychromatické infračervené záření. To dopadá na monochromátor, který umožňuje plynulou změnu vlnové délky záření. Monochromatický paprsek je dále rozdělen na dvě části. Jedna část prochází vzorkem, druhá srovnávacím prostorem (peletou KBr či KCl bez vzorku). Při měření dopadá na detektor střídavě paprsek prošlý měrným prostorem přístroje a paprsek prošlý srovnávacím prostorem. Intenzita obou paprsků se zaznamenává a automaticky srovnává. Obvykle se měří v rozsahu vlnové délky 2 – 20 µm.

Výsledkem měření je infračervené vibrační spektrum studované látky. Je to v podstatě graf, na jehož horizontální ose je vlnová délka IČ záření, na vertikále “průchodnost” záření vzorkem, tzv. transmitance. Změna rotačního a vibračního stavu molekul se projeví poklesem transmitance při odpovídající vlnové délce, tzv. absorpční pás). Absorpční pásy ve spektru odpovídají jednotlivým vibracím molekuly (obr. 6.10). Z vibračního spektra tak lze získat informace o molekulách resp. skupinách atomů i o jejich uspořádání. Vedle identifikace látek lze metody IČ spektrometrie použít ke studiu rozložení nábojů v molekulách, mezijaderných vzdáleností, přítomnosti vody v krystalech či ke kvantitativní analýze směsí látek atd.

další »»