Principios de análisis instrumental

404 Capítulo 17 Aplicaciones de la espectrometría en el infrarrojo <« TABLA 17.1 Principales aplicaciones de la espectrometría en el infrarrojo IR cercano Reflectancia difusa Absorción Cuantitativo Cuantitativo Materiales comerciales sólidos o líquidos Mezclas gaseosas IR medio Absorción Cualitativo Cuantitativo Cromatográfico Sólido, líquido o gases puros Líquido complejo, sólido o mezclas gaseosas Líquido complejo, sólido o mezclas gaseosas IR lejano Reflectancia Emisión Absorción Cualitativo Cuantitativo Cualitativo Líquidos o sólidos puros Muestras atmosféricas Especies inorgánicas u organometálicas puras espesor de la celda o cubeta. Pero, por lo general, esta práctica no es aplicable en la espectroscopia en el infrarrojo porque no exis– ten buenos disolventes que sean transparen tes en toda la región espectral de interés. Por consiguiente, la manipulación de la muestra es a menudo la parte más difícil del análisis espectromé– trico infrarrojo y la que requiere más tiempo. 2 En esta sección se da una idea general de las técnicas comunes de preparación de la muestra para las mediciones de absorción en el infrarrojo. Gases El espectro de un líquido o gas de bajo punto de ebullición se puede obtener al permitir que la muestra se expanda en una celda o cubeta cilíndrica en la que se ha hecho el vacío, equipada con las ventanas adecuadas. Para este fin, hay una gran variedad de cubetas cilíndricas con caminos ópticos que oscilan entre pocos centímetros y 10 metros o más. Las longitudes de trayectoria más largas se obtienen en celdas compactas con superficies inter– nas reflej antes, de modo que el haz pasa numerosas veces por la muestra antes de salir de la celda (véase la figura 16.13). 'Véase Handbook ofSpectroscopy, G. Gauglitz y D. S. Moore, eds, vol. 1, sección 1, Weinheim, Germany: Wiley-VCH, 2014; Practica/ Sampling Teclmiques for bifrared Arzalysis, P. B. Coleman, ed., Boca Raton, FL: CRC Press, 1993; T. ). Porro y S. C. Pattacini, Spectroscopy, 1993, 8 (7), p. 40; ibid., 8 (8), p. 39; A. L. Sm ith, Applied bifrared Spectroscopy, New York: Wiley, 1979, cap. 4. Disoluciones Siempre que sea posible, es conveniente obtener el espectro infra– rrojo de disoluciones preparadas de tal manera que contengan una concentración conocida de la muestra, como se hace por lo regular en espectrometría ultravioleta-visible. Sin embargo, esta técnica tiene ciertas limitaciones en cuanto a sus aplicaciones por– que depende de la disponibilidad de disolventes que sean transpa– rentes en las regiones importantes del infrarrojo. Disolventes. En la figura 17.1 se enumeran los disolventes más comunes que se utilizan en los estudios espectroscópicos IR de compuestos orgánicos. En esta figura se puede ver que no existe un solo disolventes que sea transparente en toda la región del infrarrojo medio. El agua y los alcoholes son difíciles de usar como solventes en la espectrometría en el infrarrojo. El agua manifiesta varias ban– das de absorción en la región IR, como se puede ver en la figura 17.2. En ella se muestra el espectro del agua junto con el de una disolucion acuosa de aspirina. El espectro de diferencias calcu– lado por computadora revela el espectro de la aspirina soluble en agua. El agua y los alcoholes también atacan los haluros de meta– les alcalinos, que son los materiales más utilizados en las ventanas de las celdas. Por consiguiente, los materiales insolubles en agua que se usan para manufacturar las ventanas, como el fluoruro de bario, se deben utilizar con dichos solventes. Es necesario poner Número de onda, cm- 1 5000 2500 1667 1250 1000 833 714 Disulfuro de carbono Tetracloruro de carbono 1---+--+ Tetracloroetileno 1---+--+--- Cioroformo - +--; Dimetilformamida -- Ciclohexano - - Benceno L_~-~--L-~-~-L-~ 2 4 6 8 10 12 14 Longitud de onda, !.Un FIGURA 17.1 Disolventes para espectroscopia en la región del infra– rrojo . Las líneas horizontales indican las regiones útiles. 16