FTIR-Spektroskopie: Anwendungen und molekulare Analyse

Die Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR) ist eine Analysetechnik, die Informationen über die molekulare Struktur und die chemische Bindung von Materialien liefert. Diese Materialien können organisch oder anorganisch sein. FTIR wird hauptsächlich in der Fehleranalyse (wissenschaftlicher Prozess der Datenerfassung zur Bestimmung der Ursache eines bestimmten Fehlers) verwendet, um unbekannte Materialien zu identifizieren.

Spektroskopie

• Spektroskopie ist das Studium der Wechselwirkung zwischen Materie und Strahlung und ihrer relativen Wellenlängen des Lichts. Sie wird laut dem College of Charleston hauptsächlich in Chemie und Physik verwendet, um Substanzen zu identifizieren. Spezifisch wird Spektroskopie verwendet, um die Menge, Struktur und Identität von Atomen, Molekülen und Ionen zu bestimmen, indem die von diesen Molekülen emittierte oder absorbierte Strahlung analysiert wird.

Die Fakten

• Die FTIR-Technik basiert auf der Tatsache, dass chemische Bindungen und Gruppen chemischer Bindungen von Molekülen bei bestimmten (charakteristischen) Frequenzen vibrieren. Insbesondere absorbieren Moleküle, die Infrarotstrahlen ausgesetzt sind, diese Strahlen bei Frequenzen, die für diese Moleküle einzigartig sind, laut SiliconFarEast.com. Die Analyse kann an Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen durchgeführt werden. Als Ergebnis ist die FTIR-Spektroskopie eine sehr nützliche Technik zur Identifizierung unbekannter Komponenten einer Mischung.

Funktion

• Während der FTIR-Spektroskopie wird ein Teil einer Probe einem modulierten Infrarotstrahl ausgesetzt. Die Transmissanz und Reflexanz der Infrarotstrahlen der Probe bei verschiedenen Frequenzen wird in ein Infrarotabsorptionsdiagramm übersetzt. Dieses Diagramm wird als das resultierende FTIR-Spektralmuster bezeichnet. Es besteht aus Gipfeln und Tälern, die analysiert und mit bekannten Signaturen identifizierter Materialien abgeglichen werden können.

Verwendungen

• Die FTIR-Analyse wird hauptsächlich verwendet, um Chemikalien aus Farben, Polymeren, Verschüttungen, Beschichtungen, Medikamenten und Verunreinigungen zu identifizieren. Insbesondere ist sie laut West Coast Analytical Service am mächtigsten bei der Identifizierung von Arten chemischer Bindungen (Funktionsgruppen). Chemische Bindungen besitzen charakteristische Lichtwellenlängen, die sie absorbieren können. Wenn eine Probe der FTIR-Spektroskopie unterzogen und das resultierende Infrarotabsorptionsspektrum analysiert wird, können die chemischen Bindungen eines Moleküls bestimmt werden.

Überlegungen

• Es ist wichtig zu beachten, dass die FTIR-Spektren reiner Verbindungen einzigartig sind und daher eine Identifizierung möglich ist. Laut West Coast Analytical Service werden FTIR-Spektren manchmal als molekularer Fingerabdruck einer Substanz bezeichnet. Die Identifizierung von Proben erfolgt über eine Vergleichsmethode mit bekannten Verbindungen, die in Infrarotspektralbibliotheken gefunden werden. Um weniger häufige Materialien zu identifizieren, wird FTIR oft mit anderen Identifikationstechniken wie Röntgendifffraktion, Kernspinresonanz, Massenspektrometrie und Emissionsspektroskopie kombiniert.