Основы спектрального анализа

Спектральный анализ основан на свойстве разных атомов и функциональных групп (ФГ) вещества избирательно поглощать энергию квантов отдельных участков широкого диапазона электромагнитного излучения.

ИК– инфракрасная область электромагнитного излучения включает волны длиной l от 0,76мкм (от видимого ВИ) до 1000мкм (до радиоизлучения).

ИК–область длится на:

- ближнюю (0,76 – 2,5мкм)

- среднюю (2,5 – 50мкм)

- дальнюю (50 – 1000мкм)

В ИК–снектроскопии длину волны l принято измерять в мкм (1мкм =10^-6м), но чаще используют понятие волнового числаn. Волновое число n– величина, обратная длине волны, и поэтому измеряется в см^-1. Оно отражает число длин волн ИК-излучения, укладывающихся в 1см в условиях вакуума.

Для краткости волновое число называют частотой. (частоту n в ИК – спектроскопии, измеренную в см^-1 нельзя путать с частотой волныn_в.Частота волны n_в рассчитывается как произведение n_в=n*с и измеряется в обратных секундах с^-1, где с- скорость света в вакууме = 3*10⁹м/с).

ИК–излучение, проходя через слой вещества, ослабляется.

Это ослабление описывается законом Бугера–Ламберта-Бера:

J, J_о – интенсивность прошедшего и падающего излучения;

d – толщина слоя вещества;

k'(в см^-1) – показатель поглощения, т.е. величина, обратная такому расстоянию, на котором интенсивность света ослабляется в е раз.

В логарифмической форме

Величину lnназывает оптической плотностьюD', которая отражает поглощающую способность вещества

При использовании десятичных логарифмов оптическая плотность равна

,при этом k = 0.434 k'

Показатель поглощения k- величина обратная такому расстоянию, на котором интенсивность света ослабляется в 10 раз.

Пропускающую способностьвещества характеру величиной пропускания Т:

Обычно спектры поглощения веществ записывают в координатах:

· зависимость пропусканияТ от волнового числа nили

· зависимость оптической плотностиD от волнового числа n

Рисунок 9 – ИК– спектр карбамидоформальдегидного олигомера (КФО)

Оптическая плотность связана с величиной пропускания следующим соотношением: