13.4 : Espectrômetros de IV

Existem dois espectrofotômetros de infravermelho (IV) principais: espectrômetros de IV dispersivos e espectrômetros de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Em um espectrômetro de IV dispersivo, um feixe de radiação infravermelha produzido por um fio quente é dividido em dois feixes paralelos de mesma intensidade usando espelhos. Um feixe passa pela amostra, enquanto o outro é um feixe de referência. Os feixes então se movem através do monocromador, que separa as radiações em um espectro contínuo de frequências diferentes. O monocromador consiste em um cortador de feixe de rotação rápida que alterna os feixes de amostra e de referência antes que eles atinjam uma grade de difração. Em seguida, a radiação passa pelo detector de termopar que mede a razão entre as intensidades dos dois feixes. O sinal do detector é amplificado, e o espectro resultante é desenhado usando o registrador. Os espectrômetros de IV dispersivos registram o espectro no domínio da frequência, o que significa que o espectro é capturado conforme a frequência da radiação muda com a rotação da grade de difração.

Em um espectrômetro FTIR, a radiação produzida pela fonte é passada através de um divisor de feixe. Um divisor de feixe é um espelho colocado em um ângulo de 45° em relação à radiação de entrada e separa o feixe em radiações defletidas e não defletidas. Essas radiações são posteriormente permitidas a cair em espelhos fixos e móveis. É importante notar que o movimento dos dois espelhos altera o comprimento do caminho dos feixes, e a radiação refletida pelos espelhos é combinada no divisor de feixe. Assim, o feixe combinado produzido contém padrões de interferência construtivos e destrutivos devido a diferenças no comprimento do caminho das radiações.

• A interferência construtiva ocorre quando os picos de duas ondas se alinham, levando a um aumento na amplitude da onda combinada.
• A interferência destrutiva acontece quando o pico de uma onda se alinha com o vale de outra, cancelando-se mutuamente e resultando em amplitude reduzida.

O feixe combinado resultante, chamado de interferograma, é passado através do detector. O detector capta o interferograma modificado pela amostra, e o processo de transformada de Fourier separa as frequências individuais de absorção do interferograma.

Espectrômetros FTIR são preferidos aos espectrômetros de IV dispersivos devido à sua operação mais rápida e maior sensibilidade.