دستگاه طیف سنج مادون قرمز
دستگاهی که طیف جذبی یک ترکیب را حاصل میکند، یک دستگاه طیف سنج مادون قرمز یا به عبارت دقیق تر یک اسپکتروفتومتر خوانده می شود. دو نوع دستگاه طیف سنج مادون قرمز در آزمایشگاه های شیمی آلی بطور معمول مورد استفاده قرار می گیرد. دستگاه های تفکیکی (پراکندگی) و تبدیل فوریه (FT). هر دو دستگاه، طیف های ترکیبات را در محدوده 4000 تا 400 Cm-1 فراهم می کنند. اگرچه هر دو دستگاه طیف های تقریبا یکسانی را برای یک ترکیب مشخص ارائه می دهند ولی، طیف سنج مادون قرمز FT طیف مادون قرمز را به مراتب سریعتر از دستگاه های تفکیکی تولید می کنند.
الف) دستگاه های طیف سنج مادون قرمز تفکیکی
شکل زیر طرح نقشه اجزای تشکیل دهنده یک طیف سنج مادون قرمز تفکیکی ساده را نشان می دهد. این دستگاه از یک سیم داغ، تولید اشعه مادون قرمز کرده که توسط دو آینه به دو اشعه موازی با شدت تابش یکسان تقسیم می گردد. نمونه در سر راه یکی از تابش ها قرار گرفته و تابش دیگر به عنوان شاهد به کار می رود. این تابش ها سپس به تکفام ساز می رسد که هر تابش را به طیف پیوسته ای از فرکانس های نور مادون قرمز پراکنده می سازد. تکفام ساز شامل یک جسم دوران کننده بوده که دو تابش را بطور متناوب به یک شبکه پراش (در دستگاه های قدیمی از یک منشور استفاده می شد) می فرستد. شبکه پراش به آهستگی می چرخد و فرکانس یا طول موج تابشی را که به آشکار کننده ترموکوپل می رسد،تغییر می دهد. آشکار کننده نسبت شدت بین تابش شاهد و تابش نمونه را تشخیص می دهد. بدین طریق، آشکار کننده تعیین می کند که چه فرکانس هایی توسط نمونه جذب شده و چه فرکانس هایی به وسیله نور عبوری از میان نمونه، بدون تاثیر گذر کرده اند. پس از اینکه سیگنال حاصل از آشکار کننده تقویت گردید، ثبات طیف حاصل از نمونه را بر روی کاغذ ترسیم می کند. باید توجه داشت که طیف به گونه ای که فرکانس تابش مادون قرمز با چرخش شبکه پراش تغییر می یابد، ثبت می گردد. گفته می شود که دستگاه های تفکیکی طیف را در قلمرو فرکانس ثبت می کنند.
توجه داشته باشید که معمول است فرکانس( عدد موجی، Cm-1) نسبت به نور عبوری (ونه نور جذب شده) ترسیم می گردد که دومی بر حسب درصد عبور(T%) است. این بدین دلیل است که آشکار کننده نسبت شدت دو تابش را رسم می کند و:
درصد عبور= Is/Ir*100
که Is شدت تابش نمونه و Ir شدت تابش شاهد است. در بعضی از نواحی طیف، عبور، تقریبا 100% است که نشان می دهد نمونه ی مورد آزمایش در آن قسمت از فرکانس اشعه شفاف است (جذبی صورت نمی گیرد).
ماکزیمم جذب روی کاغذ با مینیمم عبور نشان داده می شود که حتی آن نیز قله خوانده می شود.
طیف یک ماده اغلب با حل کردن آن در یک حلال به دست می آید که بعد آن را در مقابل تابش نمونه در دستگاه قرار می دهند، در حالی که حلال خالص در یک سلول معادل و در مقابل تابش شاهد قرار می گیرد. دستگاه بطور خودکار، طیف آن حلال را از طیف نمونه مورد آزمایش کم می کند. همچنین، این دستگاه اثرات گازهای جوی همچون انیدریدکربنیک وبخار آب را که در ناحیه مادون قرمز فعال بوده، از طیف نمونه حذف می نمایند.(این گازها دز معرض هر دو تابش وجود دارند) به همین دلیل است که بیشتر طیف سنج های مادون قرمز دو تابشی (نمونه+شاهد) هستند و نسبت شدت ها را اندازه می گیرند؛ چون حلال در هر دو تابش جذب می کند، لذا آن در هر دو عبارت از نسبت Is/Ir وجود داشته و حذف می گردد. اگر یک مایع خالص (بدون حلال)مورد بررسی قرار گیرد، آن ترکیب فقط در محل تابش نمونه مستقر شده و چیزی در محل تابش شاهد قرار نمی گیرد. هنگامی که طیف مایع به دست می آید، اثرات گازهای جوی بطور خودکار حذف می گردند چون آنها در معرض هر دو تابش هستند.
