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IR-Spektroskopie Ein kleiner Exkurs zur Infrarotspektroskopie.

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Präsentation zum Thema: "IR-Spektroskopie Ein kleiner Exkurs zur Infrarotspektroskopie."—  Präsentation transkript:

1 IR-Spektroskopie Ein kleiner Exkurs zur Infrarotspektroskopie

2 Inhalt 1. Infrarotspektroskopie allgemein I.Funktionsweise und Anwendungsgebiete a.FTIR-Spektroskopie II.Ähnliche Verfahren III.Varianten a.Nahes Infrarot (NIR) b.Mittleres (klassisches) Infrarot (MIR) c.Fernes Infrarot (FIR)

3 IR = Infrarot; IRS = Infrarot-Spektroskopie; Spektroskopie: Beobachtung u. Bestimmung von Spektren mit dem Spektroskop (aus: Duden, 6. Auflage); Spektrometer: Spektralapparat besonderer Ausführung zum genauen Messen von Spektren (aus: Duden, 6. Auflage) allgemein: - bei Bestrahlung von Stoffen erfolgt Absorption bestimmter Frequenzen (stoffabhängig) >Infrarotstrahlung regt Moleküle und -bindungen zu Schwingungen an (vgl. Resonanz in der Akustik) - Analyseverfahren zur: >quantitativen Bestimmung bereits bekannter Substanzen >Identifikation dieser anhand eines Referenzspektrums >Analyse der Struktur unbekannter Substanzen - Fourier-Transformation-IR-Spektroskopie am meisten angewendet 1.Infrarotspektroskopie allgemein I.Funktionsweise und Anwendungsgebiete

4 I.Funktionsweise und Anwendungsgebiete a.FTIR-Spektroskopie FTIR-Spektroskopie = Fourier-Transformation-Infrarot-Spektroskopie - Aus Interferogrammen werden IR-Spektren berechnet (mit Hilfe der Fourier- Transformation) >Fourier-Transformation auch zur Ermittlung des Frequenzspektrums von Sprachsignalen oder Spannungsverläufen eingesetzt - ein Interferometer teilt und bündelt die Infrarotstrahlen >etliche Vorteile gegenüber disperser IR-Spektroskopie (z.B. mit einem Prisma): >geringeres Rauschen -> genauere Messergebnisse >Blenden müssen nicht wie bei disperser S. Spaltförmig, sondern können rund sein ->stark verbesserte Lichtausbeute (resultiert in geringerem Rauschen) >geringere Messzeiten - (Beispiel für Fourier-Transformation) Beispiele für die Funktionsweise der FTIR-Spektrometrie

5 II.Ähnliche Verfahren ähnliche Verfahren: >Ramanspektroskopie -> inelastische Streuung >Compton-Effekt (kurz: Änderung der Wellenlänge (->Energiebetrag) eines Protons bei Streuung an einem gebundenen Elektron) >UV/VIS-Spektroskopie (liegt in einem höheren Frequenzbereich) >Röntgenbeugung (X-Ray Diffraction, XRD) -> elastische Streuung >Thomson-Streuung (kurz: wie Compton-Effekt, nur an (quasi)freien Elektronen)

6 III.Varianten Varianten: >nahes Infrarot (NIR) >mittleres, klassisches (normales) Infrarot (MIR) >fernes Infrarot (FI) ->es werden jeweils verschiedene Teile der zu untersuchenden Moleküle zu Schwingungen angeregt -häufig nicht Absorption sondern Transmission als Berechnungsgrundlage >Transmission: Durchlässigkeit von Stoffen für Strahlung (z.B. Schallwellen oder elektromagnetische Wellen) >bei der IRS dargestellt durch Ausschläge auf der y-Achse

7 III.Varianten a.Nahes Infrarot (NIR) nahes Infrarot: - Abkürzung: NIR - Wellenzahl cm^1 - Wellenlänge 0,8-2,5µm - die Oberschwingungen des MIR-Bereichs können untersucht werden (z.B. CH-, OH- und NH- Bindungen) - schnelle Prüfung von Proben möglich, angewiesen auf Referenzanalytik (bei komplexeren Versuchen) -> Chemometrie (Hauptkomponentenanalyse, Clusteranalyse, multilineare Regression) - Vorteile gegenüber anderenr IR-Methoden: - größere Eindringtiefen (Millimeter- statt Mikrometerbereich) -> dickere Proben möglich - Nachteile gegenüber anderen IR-Methoden: - dicke Absorptionsbanden

8 b.Mittleres (klassisches) Infrarot (MIR) c.Fernes Infrarot (FIR) mittleres, klassisches (normales) Infrarot: - Abkürzung: MIR - Wellenzahl cm^-1 - Wellenlänge 2,5-25µm - Atomgruppen an ihren Bindungen werden zu Schwingungen angeregt fernes Infrarot: - Abkürzung: FIR - Wellenzahl cm^-1 - Wellenlänge µm - Anregung ganzer Moleküle

9 Quellen Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohsstoffe (fast) Alles über die IR-Spektroskopie Universität des Saarlandes Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig Duden mathematik - physik - informatik Chemie.de - Information Service Wikipedia - Die freie Enzyklopädie additive-net ENDE


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