НПВО-спектр

Успешно также применяется метод нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО), который позволяет записывать ИК-спектры для любых растворов, в том числе и водных. Физическая сущность метода при падении света на границу раздела двух сред А и В (рис. 76) с показателями преломления п и п.2 под углом больше критического происходит полное внутреннее отражение, если П1>П2. В области отражения луч частично проникает в оптически менее плотную среду на глубину, которая пропорциональна длине волны света и зависит также от угла падения луча и от величины критического угла. Если при изменении длины волны преломляющегося света изменяется разница между и П2 (что происходит в областях полос поглощения вещества В), то наблюдается изменение иптепсивности отраженного луча. Такие изменения можно записать на обычном ИК-спектрометре, снабженном приставкой НПВО, и получить спектр, близкий к обычному ИК-спектру пропускания вещества В. Основное различие состоит в зависимости оптической плотности полосы от места ее нахождения в спектре, так как с увеличением длины волны увеличивается и длина оптического пути в веществе В подобные искажения спектра могут быть скорректированы. В качестве рабочего тела А используют кристаллы из хлорида серебра, германия, бромнд-иодида таллия и других веществ. Для повышения чувствительности метода применяют многократное отражение луча от поверхности ра , дсла. [c.208]

Для получения ИК-спектров твердых образцов успешно применяется метод НПВО. С помощью этого метода можно записать ИК-спектры каучуков, углей, бумаги, тканей, биологических препаратов и других веществ. Любой образец можно исследовать методом НПВО, если подобрать кристалл с оптимальным показателем преломления и обеспечить хороший контакт на границе раздела между кристаллом и образцом. [c.210]

Метод НПВО широко применяется для получения спектров неудобных объектов, таких, как смолы, пищевые продукты или сырая резина. Хотя явление полного внутреннего отражения впервые наблюдалось еще Ньютоном, возможности его применения в ИК-спектроскопии были замечены только в 60-е годы [33, 34, 59]. В последние годы происходили интенсивное развитие метода и быстрый рост производства серийного оборудования, что сделало метод доступным [c.95]

Сегодня каждый, кто связан с химией или изучает состав вещества, обязан хорошо ориентироваться как в ИК-спектроскопии, так и в ряде других физических методов. Чтобы полностью охарактеризовать любое химическое соединение, необходимо получить его спектр ЯМР, ИК-и масс-спектры, одновременно проводя элементный анализ. Следует подчеркнуть, что эти методы не конкурируют между собой, а гармонично дополняют друг друга. Поэтому неверно высказываемое иногда мнение, что ИК-спектроскопия в химии отошла на второй план. Активное развитие нового поколения автоматизированных с помощью мини-ЭВМ ИК-спектрофотометров позволяет существенно повысить точность, чувствительность и скорость количественных определений и работать при очень больших оптических плотностях (например, определять небольшие количества биологических веществ в водных растворах). Очень перспективным оказался метод нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО). [c.5]

Рис. 4,18. НПВО-спектры полиэтилена при разных углах 0. Кристалл КК5-15, образец помещен на оОе отражающие поверхности.

Для получения качественного НПВО-спектра необходимо добиваться очень хорошего оптического контакта межд образцом и призмой, поскольку глубина проникновения света в образец незначительна. Если полимер не очень тверд и имеет гладкую по- [c.88]

Полимеры относятся к первым объектам, которые были исследованы с помощью метода НПВО. Было показано [411] преимущество НПВО перед методами нормального зеркального отражения и прессования с КВг при исследовании таких трудно препарируемых объектов, как эпоксидные смолы. НПВО-спектры использовали также при анализе алкидных смол [602]. Помимо твердых нерастворимых веществ методом НПВО можно исследовать очень пластичные материалы, такие, как резина или пено-пласты. Наличие в образце непрозрачных наполнителей влияет на результат измерений в меньшей степени, чем это имеет место [c.89]

Если образец обладает поглощением в ИК-области (аттенюатор), модуль НПВО монтируют в камере образца ИК-спектрометра и регистрируют спектры, подобные ИК-спектрам пропускания. Глубина проникновения зависит от длины волны излучения, показателей преломления материала образца и призмы и от угла падения. Эмпирически установлено, что эта величина составляет порядка нескольких десятых длины волны излучения, т. е. единицы и доли мкм. Изменяя угол падения, можно в определенной степени проводить послойный анализ. В промышленно выпускаемых модулях НПВО для улучшения чувствительности используются многоходовые кюветы на основе трапецеидальных или стержневидных отражающих элементов. [c.183]

В связи с тем что физическое состояние образца может сильно влиять на ИК-спектр, целесообразно заранее определить иерархию методов, которые будут использоваться в лаборатории. Последовательность применения методов определяется типами образцов, с которыми приходится сталкиваться, и методами их приготовления, использованными при создании библиотеки эталонных спектров. Например, в лаборатории, проводящей химические работы общего характера, для жидкого образца можно избрать следующий порядок 1) раствор, 2) неразбавленная жидкость в тонкой кювете, если вещество нерастворимо, и 3) жидкость, сжатая между солевыми пластинками, так называемая жидкая пленка . Для порошков и рыхлых твердых образцов логична следующая последовательность 1) раствор, 2) суспензия в вазелиновом масле, 3) таблетки с КВг и 4) пиролизат. Такие методы, как нарушенное полное внутреннее отражение (НПВО), обычно оставляют для исследования специальных случаев. [c.84]

Образцы для съемки ИК-спектров водных эмульсий часто готовят, высушивая несколько капель эмульсии на окне из А С1. Непосредственно эмульсии можно исследовать методом НПВО, [c.89]

Растворы полимеров можно помещать на стекло, гладкую поверхность пластика или ртуть, а после испарения растворителя регистрировать спектры свободных пленок (без подложки). В спектрах пропускания таких пленок часто наблюдается интерференционная картина, которая усложняет спектр. Если это создает проблему, то от интерференции можно избавиться либо используя НПВО, либо располагая пленку по отношению к лучу под углом Брюстера [58], [c.89]

Рис. 4.8. Сравнение спектров НПВО (верхний) и пропускания (нижний) клейкого вещества липкой ленты.

Н. Харрик независимо друг от друга разЕ1или методы получения спектров нарушенного полного внутреннего офажения (НПВО) и многократно нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО), что значительно расширило возможности ИК-спектральных методов анализа. [c.45]

Другими факторами, определяющими качество спектра, являются число отражений (которое увеличивается при уменьшении угла падения) и площадь контакта образца с элементом НПВО. Число отражений можно увеличить, используя более тонкий и длинный элемент многократного отражения. [c.102]

В повседневной практике спектры НПВО большинства образцов [c.104]

Зачастую при использовании метода НПВО наибольшие затруднения вызывает получение воспроизводимого оптического контакта между элементом внутреннего отражения и образцом. В случае мягких образцов, таких, как эластомеры, каучуки или адгезивы, проблем не возникает и с элементами многократного отражения получаются достаточно интенсивные спектры. Волокна можно плотно намотать на элемент. Для гибких пленок, волокон, бумаги, тканей хороший оптический контакт обеспечивается с помощью резиновой прокладки, которая одновременно предохраняет элемент от повреждений. Нужно только следить за тем, чтобы эта прокладка не контактировала с поверхностью элемента, что может привести к появлению дополнительных полос в спектре. Винтовые прижимные устройства предохраняют образец от слишком сильного поджатия в держателе во избежание деформации или разрушения элемента МНПВО. [c.106]

В спектрах НПВО порошков отсутствуют коротковолновое рассеяние и эффект Христиансена, которые встречаются в абсорбционных измерениях [16, 60]. Порошки можно суспензировать в летучем растворителе, а затем, испарив его, осадить на поверхность элемента (однако в случае анизотропных порошков может происходить их самопроизвольная ориентация на поверхности, что сказывается на спектрах при использовании поляризованного излучения). Порошки можно наносить на липкую ленту, которая затем легко поджимается к элементу. Лучшие результаты получаются для довольно тонко растертых и однородных по размеру частиц порошков, и, конечно, липкий слой должен быть полностью покрыт порошком и не проявляться в спектре. [c.106]

Жидкости дают хорошие спектры НПВО, и водные растворы успешно исследовались этим методом [1]. Разработан специальный элемент в виде вертикальной пластинки двойного прохождения, которая непосредственно погружается в исследуемую жидкость [57]. Глубина погружения определяет контрастность спектра. [c.107]

Во многих случаях полимерный материал содержит два или более компонентов, и результирующий спектр является приблизительно суммой спектров составляющих гомополимеров. За некоторым исключением, невозможно с помощью одной ИК-спектроскопии обнаружить разницу между сополимерами и смесью гомополимеров. Слоистые полимерные пленки ведут себя в случае спектров пропускания как однородные фазы, но если методом НПВО исследуются обе стороны пленки по отдельности, то часто можно получить спектры отдельных компонентов. В случае смесей сополимеров, мешающих определению друг друга, спектр можно упростить посредством химического или физического разделения составных частей [52, 114]. Например, полиуретаны можно подвергнуть щелочному гидролизу и провести экстракционное фракционирование для последующей идентификации [60]. Не-отвержденные красители можно разделить экстракцией растворителем и центрифугированием, а отдельные компоненты исследовать согласно стандартным методикам. [c.201]

Спектры внутреннег о отражения наблюдают, когда исследуемый образец находится в контакте с призмой из оптически менее плотного материала излучение проходит сначала через призму и ее границу с образцом под углом, превышающим критический (т.е. угол падения, при к-ром преломление света в образец прекращается), а затем проникает в образец (на глубину до 1 -2 мкм), где теряет часть своей энергии и отражается. Таким образом получаются спектры нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО). В качестве материала призм используют прозрачные в разл. областях спектра материалы в частности, кварц, оксиды цинка и магния, сапфир, кремний, фторид кальция, сульфид мышьяка, германий, GejjSejoASij, селениды мышьяка и цинка, хлориды натрия, калия и серебра, бромиды калия и серебра, теллурид кадмия, алмаз. [c.395]

При съемке ИК-спектров НПВО таких дисперсных объектов, как волокна, нужно учитывать возможность появления ложных полос. — Прим, перев. [c.203]

ИК-спектроскопия не получила столь широкого распространения среди биологов, как среди химиков, по той причине, что биологические объекты часто не дают хорошо разрешенных спектров (по крайней мере при комнатной температуре). Тем не менее сообщается о некоторых интересных приложениях. В одном из них метод НПВО применяется для получения спектра поверхности живой кожи. Удалось проследить во времени за поглощением в организме инертных и биологически активных веществ [90, 222]. Сообщается о проведении методом ИК-спектроскопии таких стандартных измерений, как анализ крови на содержание липидов [94, 231] и распознавание типов живых тканей [34, 70]. Имеются обзоры по приложениям метода ИК-спектроскопии к биологическим системам [139, 206, 207, 252, J6], [c.209]

Измерения по методу пропускания и НПВО спектра поглощения приповерхностного слоя воды толщиной от 2 до 0,2 мк, прилегающего к подложке из Ag l, aFj, AlaO , Ge, Si, KBS-5, ИКС--24, ИКС-25 [68—71, 75, 166], приводят к одним и тем же значениям молярного поглощения. Такой же спектр поглощения имеют водяной туман с диаметром капель 4—5 мк [97] и эмульсия воды в нефти [85] (максимальный диаметр капель 20 мк). Более того, измерения спектра воды в порах селикагеля диаметром 0,002 мк [76] указывают на то, что и в этом состоянии вода имеет структуру, близкую к структуре, характерной для больших объемов. Таким образом, все проведенные к настоящему времени спектральные исследования воды показывают, что ни поверхность самой воды, ни поверхность граничащего с ней другого вещества не влияют на колебательный спектр молекул, если последние удалены от этой поверхности более чем на 10 А. [c.136]

В случае, когда вторая среда обладает способностью поглощать энергию, полное внутреннее отражение оказывается нарушенным, так как отражение ослабляется поглощением. Это означает, что если исследуемый образец находится в контакте с высокопреломляющей прозрачной средой, то можно с помощью обычного спектрометра измерить коэффициент отражения Я прн разных частотах. Отклонение R от единицы характеризует степень взаимодействия затухающей волны с веществом образца, и, следовательно, получаемый спектр — спектр нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) — является гакой же характеристикой образца, как и обычный спектр поглощения. Характер спектров НПВО зависит определенным образом от угла падения 0, который следует рассматривать как специфический параметр спектроскопии НПВО. [c.132]

Метод спектроскопии внутреннего отражения был разработан одновременно Фареифортом и Харриком. Предложенный Фаренфортом метод спектроскопии НПВО основан на использовании однократного отрам<ения для получения спектров мас- [c.132]

Таким образом, положение и контур полос в спектрах НПВО тоиких пленок пе зависят от угла падения и соответствуют обычным спектрам пропускания в отличие от массивных образцов отсутствует такл е деформация полос, вызванная уси- [c.134]

Спектры отражения изучаются, как правило, в оптической (ИК, УФ и видимой) области с помощью спектрофотометров (см. Спектрофотометрия), снабженшх спец. устройствами. При исследовании зеркального отражения применяют обычно систему зеркал, к-рая отклоняет пучок излучения, направляет его на изучаемый объект и возвращает отраженное излучение вновь в спектральный прибор. Для наблюдения спектров НПВО используют такие же приставки, но с той разницей, что в этом случае излучение направляется на призму, находящуюся в контакте с исследуемым образцом. Для изучения спектров диффузного отражения обычно используют т.наз. полую фотометрич. сферу, внутр. пов-сть к-рой Покрыта отражающим материалом, не поглощающим в исследуемой области спектра для входа и выхода излучения и размещения образца в сфере предусматриваются соответствующие окна . [c.396]

Анализируемый образец следует располагать у отражающей поверхностн на расстоянии, меньшем глубины проннкновення. Максимальная глубина, на которую проникает свет в воздух при полном внутреннем отражении на границе между средой с высоким показателем преломления и воздухом, составляет величину порядка длины волны. Это означает, что в ИК-обла-сти, например, эта глубина равна нескольким микрометрам, и, следовательно, для получения удовлетворительного спектра ЫПВО требуется сближение элемента НПВО п образца па расстояние такого ж в порядка, другими словами, необходим оптический контакт образна с элементом НПВО. [c.138]

При интерпретации спектров НПВО следует иметь в виду, что интенсивности полос повышаются по мере увеличения длины волны, что обусловлено более глубоким проникновением в образец более длинноволнового излучения. Кроме того, искажения формы полос и их смещения м. б. обусловлены дисперсией показателя преломления. Часто используют методику получения спектров многократно нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО), причем число отражений м. б. 25 и более. Длина призмы, находящейся в контакте с исследуемым образцом может достигать более 500 мм при толщине до 2 мм. Угол падения излучения на кристалл можно варьировать, при этом меняется число отражений и соотв. изменяется интенсивность спектра МНПВО. Используя призму из материала (напр., германия) с высоким значегаем показателя преломления, при малом числе отражений можно получить хороший спектр МНПВО даже от резины с высоким содержанием сажи. Чем выше показатель преломления материала призмы, тем меньше глубина проникновения излучения в образец. [c.395]

Использование спмггроскопии НПВО основано на том факте, что, хотя на границе раздела и происходит полное внутреннее отражение, излучение на самом деле проникает на некоторую глубину в оптически менее плотную среду (рис. 4.7, а). Это проникающее излучение, называемое затухающей волной, может частично поглощаться образцом при оптическом контакте с более плотной средой (роль которой выполняет призма) в той точке, где происходит отражение. Отраженное излучение дает спектр поглощения, который похож на спектр пропускания образца (рис. 4.8). Однако это получается не так просто в действительности спектр НПВО зависит от нескольких параметров, включающих показатели преломления призмы и образца, угол падения излучения и площадь образца, число отражений, длину волны излучения (а также от поляризации излучения. - Прим. перев.). Следующий раздел посвящен тому, как оптимизировать эти переменные величины для получения спектров, наиболее близких к спектрам пропускания. [c.100]

Для получения спектра НПВО образец прижимается к рабочей поверхности призмы или элемента многократного отражения (рис. 4.7,6), через которую излучение посредством специальной оптической системы направляется в спектрофотометр. Призма изготовляется из материала с высоким показателем преломления, такого, как Ag l, KRS-5 или Ge (табл. 4.1). Материал призмы должен быть прозрачным при толщине до нескольких сантиметров, прочным, поддаваться полировке до высокого класса и химически инертным. [c.100]

Уилкс и Гиршфельд [127] предлагают при вычислений критического угла прибавлять 0,2 к показателю преломления образца и затем 3° к этому критическому углу для компенсации сходимости луча. Влияние угла падения на спектр НПВО показано на рис. 4.10 и 4.11 и обсуждено Уилксом [126]. Необходимо заметить, что искаженные спектры, полученные с элементами из низкопреломляющих материалов и с малыми углами падения, полезны при определении оптических постоянных веществ [40, 64]. [c.102]

Поскольку глубину проникновения варьируют, меняя либо материал призмы НПВО, либо угол падения, либо то и другое (и особенно если имеется возможность проводить вычитание спектров с использованием ЭВМ), можно в принципе получать профиль концентраций по глубине от поверхности. Эта проблема обсуждалась Томпкинсом [118] и Гирщфельдом [66], которые утверждают, что при благоприятных условиях можно проникнуть на глубину до 2Х и разрешить отдельные слои толщиной Х./10 - V20. [c.103]

Рис. 4.11. Спектры НПВО Na lOj, показывающие влияние угла падения

В случае микрообразцов наилучшие результаты достигаются тогда, когда образец в виде исключительного тонкого слоя наносится на всю рабочую поверхность элемента [43]. При толщине образца менее 1 мкм спектр не искажается даже вблизи критического угла на границе раздела элемент НПВО - воздух. Если же образец нельзя нанести в виде такого тонкого слоя, то для его более эффективного применения можно либо воспользоваться комбинацией элемента однократного отражения со световым конденсором, либо взять отражательные элементы специальной формы или уменьшенного размера. Наибольшая чувствительность достигается при подборе таких условий, которые дают максимальную глубину проникновения [62]. [c.107]

Спектры волокон и тканей обычно снимают, используя метод НПВО [132], хотя они могут быть также размолоты и спрессованы в таблетки с КВг [187], подвергнуты пиролизу [49] или раздроблены и спрессованы в тонкие листки без подложки [214]. Волокна, которые нельзя размолоть или приготовить в виде пленки, можно закрепить параллельно друг другу в микродержателе это позволяет [c.203]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология