Algunas preguntas profesionales sobre espectroscopia
Categoría: Educación/Ciencia gt; Ciencia y Tecnología gt; Ingeniería Tecnología Ciencia
Descripción del problema:
1. Describe brevemente la transformada de Fourier. ¿Cuál es el principio de prueba del espectrómetro infrarrojo?
2. ¿Cuál es la base del método de análisis cuantitativo del espectrofotómetro UV-visible?
3. ¿Cuáles son los métodos habituales de preparación de muestras sólidas en análisis de espectroscopia infrarroja?
4. ¿Cuáles son las ventajas del espectrofotómetro de doble haz frente al espectrofotómetro de haz único?
Análisis:
1. Describa brevemente el principio de prueba del espectrómetro infrarrojo por transformada de Fourier.
El espectrómetro infrarrojo por transformada de Fourier está compuesto por un interferómetro de Michelson y un sistema de procesamiento de datos. Su principio de funcionamiento es el principio del interferómetro de Michelson.
La trayectoria óptica del interferómetro de Michelson es como se muestra en la figura. En la figura, M2 y M1 se han ajustado para que sean perpendiculares. ∑ es una fuente de luz de superficie (actuada por un trozo de vidrio esmerilado iluminado por luz monocromática o luz blanca). Cada punto de la superficie emite luz en todas las direcciones. También se le llama fuente de luz extendida. Se muestran los rayos de luz emitidos por el punto S. Describe la trayectoria de la luz. Después de que esta luz ingresa al divisor de haz G1, se divide en dos rayos de luz en la membrana semipermeable, la luz reflejada ① y la luz transmitida ②, que se dirigen a M1 y M2 respectivamente y se reflejan de regreso. Después de la reflexión, la luz ① vuelve a entrar en G1 y sale. La luz ② pasa nuevamente a través de la placa de compensación G2 y es reflejada por la película semitransparente en G1. Los dos últimos rayos de luz son paralelos a la lente E del detector y convergen en. un punto en el plano focal, el detector también puede ser el ojo del observador. Dado que la luz ① y la luz ② son luces coherentes obtenidas mediante el método de división de amplitud, pueden producirse interferencias. La función de agregar la placa de compensación G2 en la trayectoria óptica es hacer que la luz dividida ① y la luz ② pasen a través de G1 y G2 dos veces con distancias ópticas iguales, lo que compensa la diferencia de trayectoria óptica adicional causada solo por G1. M2' es una imagen virtual formada por M2 reflejada por la película semipermeable en G1. Al observador le parece que M2 está ubicado en la posición de M2' y paralelo a M1, formando una película de aire entre ellos. Mover M1 puede cambiar el espesor de la película de aire. Cuando M1 se acerca a M2', el espesor disminuye hasta que el espesor es cero cuando los dos se superponen. Si M1 continúa moviéndose en la misma dirección, M1 también puede pasar por el otro lado de M2. ' para formar una película de aire. Finalmente, observando la distribución de las franjas de interferencia, podemos obtener la información que queremos.
Si se trata de un espectrómetro infrarrojo por transformada de Fourier, se le añadirá un sistema de procesamiento de datos de información de interferencias para finalmente obtener nuestra tabla de datos.
2. ¿Cuál es la base del método de análisis cuantitativo del espectrofotómetro UV-visible?
La cerveza determinó la relación entre la absorbancia, la concentración de la solución y el espesor de la capa líquida, y estableció la ley básica de la absorción de la luz.
○1. Ley de Lambert
Cuando la concentración de la solución es constante, se calcula el logaritmo de la relación entre la intensidad de la luz incidente y la intensidad de la luz transmitida, es decir, el logaritmo de el recíproco de la transmitancia y la capa líquida Proporcional al espesor. La gente define: el grado de absorción de luz monocromática por una solución es absorbancia. La fórmula se expresa como A=Lg (I0/It)
○2. Ley de Beer
Cuando un haz de luz monocromática atraviesa una solución uniforme con un cierto espesor de capa líquida, A medida que aumenta la concentración de la sustancia absorbente de luz dC, la intensidad de la luz transmitida se debilitará dI -dI es proporcional al producto de la intensidad de la luz incidente I y dc.
∴ ?dI ∝I?dc -dI/I=k3?dc
A=Lg（I0/It）=K4 ?C
Esta es la relación cuantitativa entre absorbancia y concentración Es la base cuantitativa del análisis espectrofotométrico ultravioleta-visible, llamado ley de Beer.
k4 - está relacionada con la longitud de onda de la luz incidente, las propiedades de la solución, el espesor de la capa líquida y la temperatura, por lo tanto, cuando se cumplen las condiciones anteriores. son constantes, absorbancia y solución
La concentración del líquido es directamente proporcional.
3. Ley de Lambert-Beer
Si los efectos del espesor de la capa del líquido y la solución Se consideran simultáneamente las concentraciones de la absorbancia, es decir, combinando la ley de Lambert y la ley de Beer, obtenemos: A = k b C
K - una constante relacionada con la longitud de onda de la luz incidente, las propiedades de la solución y la temperatura
Cuando un haz de longitud de onda es Cuando λ luz monocromática pasa a través de una solución uniforme, su absorbancia es proporcional al producto de la concentración de la solución y el espesor de la capa líquida a través de la cual pasa la luz. Ésa es la ley de Lambert-Beer.
El valor de K es diferente de las unidades de C y b. Si C se expresa en g/L, b se expresa en cm. Entonces K está representado por a, y se llama coeficiente de absorción, unidad L/g.cm ∴A = a b C
3. ¿Cuáles son los métodos comunes de preparación de muestras sólidas en análisis de espectroscopia infrarroja?
1. Método de prensado de la tableta. Tritúrelo hasta obtener un polvo fino en un mortero y mézclelo uniformemente con polvo de bromuro de potasio seco, póngalo en un molde y presiónelo en una prensa de tabletas para hacer tabletas para realizar pruebas.
2. Método de la pasta
En un mortero, triturar la muestra seca hasta obtener un polvo fino. Luego agregue de 1 a 2 gotas de parafina líquida y mezcle hasta obtener una pasta, luego aplíquela sobre la oblea de KBr o NaCl para realizar la prueba.
4. ¿Cuáles son las ventajas del espectrofotómetro de doble haz frente al espectrofotómetro de haz único?
El espectrofotómetro de doble haz tiene una estructura más compleja que el espectrofotómetro de haz único. Puede realizar un escaneo automático del espectro de absorción, ampliar el * rango de aplicación más largo y eliminar el impacto de las fluctuaciones en la fuente de luz. intensidad. Tiene alta precisión y exactitud de medición, y la medición es conveniente y rápida, especialmente adecuada para análisis estructurales.