La spettroscopia di assorbimento infrarosso IR (
molto comune che si basa sull’assorbimento, da parte del campione, di radiazioni nel campo dell’infrarosso (la cui energia è sufficiente per far
gruppi funzionali delle molecole presenti nel campione che possono essere così rivelati) assorbimento dovuto alla presenza nel campione di gruppi funzionali aventi caratteristiche particolari e facilmente riconoscibili in base allo spettro.
Lo spettro di assorbimento infrarosso permette quindi di determinare, attraverso i gruppi funzionali, la struttura di alcune molecole contenute nel campione, costituendone un’impronta digitale [86] d’onda17 nell’intervallo 14000 • vicino infrarosso: 14000 • medio infrarosso: 4000 • lontano infrarosso: 500
17 L’energia dello spettro elettromagnetico è rappresentata da funzioni d’onda periodiche definite
frequenza e lunghezza d’onda. L’ampiezza è l’altezza dell’onda (intensità), la frequenza per unità di tempo (cicli per secondo) e la lunghezza d’onda
d’onda è definito come il numero di onde per unità di lunghezza (in cm
Università degli Studi di Messina – Dottorato di Ricerca XXXII Ciclo
PETTROSCOPIA IR IN TRASFORMATA DI F
La spettroscopia di assorbimento infrarosso IR (Infrared Spectroscopy
molto comune che si basa sull’assorbimento, da parte del campione, di radiazioni nel campo dell’infrarosso (la cui energia è sufficiente per far vibrare in manier
gruppi funzionali delle molecole presenti nel campione che possono essere così rivelati) assorbimento dovuto alla presenza nel campione di gruppi funzionali aventi caratteristiche particolari e facilmente riconoscibili in base allo spettro.
Figura 2.17 - Spettro IR.
Lo spettro di assorbimento infrarosso permette quindi di determinare, attraverso i gruppi funzionali, la struttura di alcune molecole contenute nel campione, costituendone [86]. La regione dello spettro infrarosso comprende i numeri nell’intervallo 14000 – 20 cm-1 e viene usualmente divisa in tre parti:
vicino infrarosso: 14000 – 4000 cm-1 medio infrarosso: 4000 – 500 cm-1
no infrarosso: 500 – 20 cm-1
L’energia dello spettro elettromagnetico è rappresentata da funzioni d’onda periodiche definite
frequenza e lunghezza d’onda. L’ampiezza è l’altezza dell’onda (intensità), la frequenza ν è il numero di oscillazioni per unità di tempo (cicli per secondo) e la lunghezza d’onda λ è la distanza tra due massimi successivi. Il numero d’onda è definito come il numero di onde per unità di lunghezza (in cm-1), cioè 1/λ.
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FOURIER (FT-
Infrared Spectroscopy) è una tecnica molto comune che si basa sull’assorbimento, da parte del campione, di radiazioni nel in maniera specifica i gruppi funzionali delle molecole presenti nel campione che possono essere così rivelati) assorbimento dovuto alla presenza nel campione di gruppi funzionali aventi caratteristiche particolari e facilmente riconoscibili in base allo spettro.
Lo spettro di assorbimento infrarosso permette quindi di determinare, attraverso i gruppi funzionali, la struttura di alcune molecole contenute nel campione, costituendone . La regione dello spettro infrarosso comprende i numeri
e viene usualmente divisa in tre parti:
L’energia dello spettro elettromagnetico è rappresentata da funzioni d’onda periodiche definite da ampiezza, è il numero di oscillazioni è la distanza tra due massimi successivi. Il numero
Università degli Studi di Messina – Dottorato di Ricerca XXXII Ciclo Dal punto di vista del consumo di campione, la tecnica può essere applicata in situ oppure direttamente su campioni; in alternativa, è necessario prelevare una piccola aliquota di campione da inglobare in una pastiglia di bromuro di potassio (KBr).
La spettroscopia di assorbimento infrarosso in trasformata di Fourier FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) è una tecnica di registrazione degli spettri di rotazione e di vibrazione. In essa il campione viene irradiato, contemporaneamente e per un istante, con tutte le frequenze dello spettro infrarosso ed i dati vengono memorizzati in un calcolatore. Lo spettro è poi ricavato elaborando matematicamente i dati memorizzati. Il presupposto per la spettroscopia FT-IR è poter generare una radiazione policromatica in arrivo sul campione ed in uscita con una intensità che è funzione cos o sen rispetto ad una coordinata spaziale x o temporale t. Ciò si realizza utilizzando al posto del monocromatore un interferometro di Michelson con ottica a singolo raggio e ciò fa si che siano misurate simultaneamente tutte le frequenze della radiazione infrarossa anziché le singole componenti spettrali. L’utilizzazione di un laser, come sorgente di riferimento per l’interferometro, permette di ottenere un’accuratezza, entro 0.01 cm-1, nella determinazione della frequenza analizzata.
Per analizzare campioni solidi mediante la tecnica FTIR uno dei più comuni metodi è quello della pasticca di Bromuro di potassio (KBr). In tal caso 1 -2 mg di sostanza sono posti in un mortaio con 200 – 300 mg di bromuro di potassio; il sale ed il campione vengono ridotti in polvere sottilissima mediante l’uso di un pestello. La polvere così ottenuta è messa in una pressa ad una pressione di 100 atm. In queste condizioni i cristallini di KBr si uniscono per formare una pasticca dello spessore di circa 0.5 mm che contiene in sospensione i cristallini del campione. In seguito, la pasticca di KBr viene posta su un supporto ed inserita nello strumento per la registrazione dello spettro. È bene precisare che si utilizza bromuro di potassio (KBr) poichè, come tutti i solidi ionici, è trasparente all'infrarosso. Nelle regioni spettrali nel lontano IR (200 cm-1 ≤ ω ≤ 700 cm-1 e nel medio IR (700 cm-1 ≤ ω ≤ 4000 cm-1) la risoluzione spettrale è di 4 cm-1, e possono effettuarsi N. 32 scansioni successive, sommarli al fine di ottenere un buon rapporto segnale/rumore. L’interferogramma prodotto è elaborato matematicamente utilizzando la trasformata inversa di Fourier da un computer vettoriale interno allo
Università degli Studi di Messina – Dottorato di Ricerca XXXII Ciclo stesso FTIR. Per l’acquisizione automatica in real time e per la successiva analisi dei dati è impiegato un PC.
Nella presente tesi, le analisi IR sono state realizzate mediante uno spettrometro infrarosso, ThermoNicolet Nexus 5700, con ottica in KBr e un rivelatore DTGS in cui viene inserita una pasticca, presso il Dipartimento MIFT dell’Università di Messina. Il range di numeri d’onda investigato è compreso tra 4000 – 400 cm-1, con una risoluzione di 4 cm-1.
Figura 2.18 - Spettrometro Infrarosso - modello ThermoNicolet Nexus 5700.