Principios de análisis instrumental

394 Capítulo 16 Introducción a la espectrometría infrarroja (({ Motor sincrónico Atenuador Referencia Gráfica sincrónico Monocromador de muestra Filtro, modulador, amplificador ._________---l Preamplificador Rectificador sincrónico FIGURA 16.11 Esquema de un espectrofotómetro IR dispersivo de doble haz. La s líneas oscuras indican una conexión mecánica y las líneas delgadas señalan una conexión eléctrica. La trayectoria de la radiación se indica mediante líneas discontinuas. potencia, la señal procedente del rectificador es una corriente con– tinua constante. Por el contrario, si la potencia de los dos haces difiere, se produce una corriente alterna o fluctuante, cuya fase está determinada por el haz más intenso. La corriente que pro– cede del rectificador se filtra y amplifica aún más para impulsar un motor sincrónico en una dirección u otra, lo que depende de la fase de la corriente de entrada. El motor sincrónico está conec– tado mecánicamente tanto al atenuador como a la punta del regis– trador, y hace que ambos se muevan hasta que se alcanza el punto nulo. Un segundo motor sincrónico mueve el papel y varía tam– bién de manera simultánea la longitud de onda. Con frecuencia, una conexión mecánica entre los sistemas que controlan la longi– tud de onda y la rendija, modifican la anchura de esta última de modo que la potencia radiante que llega al detector se mantenga aproximadamente constante. Un sistema atenuador del haz de referencia, como el que se acaba de describir, es el origen de tres limitaciones en el funciona – miento de los instrumentos de infrarrojo dispersivos. Primera, la respuesta del atenuador siempre se retrasa respecto a los cambios de transmitancia, en especial en las regiones de barrido donde la señal cambia con rapidez. Segunda, la cantidad de movimiento asociada con el atenuador mecánico y el sistema de registro podría originar que el movimiento de la pluma del registrador dé un valor de transmitancia que se salga de la escala. Tercera, en las regiones donde la transmitancia se acerca acero, casi no llega radiación al transductor, por lo que no puede establecerse con exactitud la posición nula. El resultado es una respuesta poco definida del transductor y picos redondeados. En la figura 16.12 se ilustra la transmitancia fuera de escala y los picos redondeados en las regiones de baja transmitancia (1700 y 3000 cm - I). 168.3 Instrumentos no dispersivos Para el análisis cuantitativo en el infrarrojo se han diseñado algu– nos instrumentos sencillos y fuertes. Unos son fotómetros de filtro básico, y otros emplean filtros de cuña en lugar de un ele– mento dispersante para proporcionar espectros completos. Por último, algunos analizadores de gas no están equipados con nin– gún dispositivo para seleccionar longitud de onda. Por lo gene– ral, éstos son menos complicados, más resistentes, más fáciles de mantener y más baratos que los instrumentos que se han descrito hasta ahora en este capítulo. Fotómetros de filtro La figura 16.13 muestra el esquema de un fotómetro de filtro infrarrojo portátil diseñado para el análisis cuantitativo de dife– rentes sustancias presentes en la atmósfera. 9 Hay distintos mode– los que vienen calibrados de fábrica para 1, 5, 30 o más de 100 gases. El instrumento está controlado por computadora . En el caso de varios compuestos, se utilizan filtros para banda fijos de 1.8, 3.3, 3.6, 4.0, 4.2, 4.5, 4.7, 8, 11 y 14 ¡;.,m. Se puede usar un filtro que varía en forma continua y que transmite en el intervalo de 7.7 9 Véase P. A. Wilks, Amer. Lab., 1994(12), p. 44; Proc. Control Qua/., 1992,3, p. 283.