ما هما طريقتان لتحضير عينة الأشعة تحت الحمراء؟ دليل لأقراص KBr ومعلقات النيوجول

بالنسبة للعينات الصلبة في مطيافية الأشعة تحت الحمراء (IR)، فإن طريقتي التحضير الأكثر شيوعًا هما طريقة قرص بروميد البوتاسيوم (KBr) وتقنية تعليق النيوجول (Nujol mull). تم تصميم هذه الطرق لتعليق المادة المراد تحليلها (المادة المذابة) في وسط شفاف لضوء الأشعة تحت الحمراء، مما يسمح للمطياف بقياس طيف الامتصاص الفريد للعينة دون تداخل. بالنسبة للعينات السائلة، فإن الطريقة الأكثر شيوعًا هي طريقة الفيلم الرقيق.

التحدي الأساسي في مطيافية الأشعة تحت الحمراء هو أن معظم العينات، وخاصة المواد الصلبة، ليست شفافة بما يكفي لمرور شعاع الأشعة تحت الحمراء من خلالها بوضوح. الهدف من أي تقنية تحضير هو تعليق عينتك في مصفوفة شفافة للأشعة تحت الحمراء، مما يضمن أن الطيف الناتج هو من مركبك، وليس من الضوء المتناثر أو المصفوفة نفسها.

لماذا يعتبر تحضير العينة أمرًا بالغ الأهمية في الأشعة تحت الحمراء

للحصول على طيف مفيد للأشعة تحت الحمراء، يجب أن يمر شعاع الأشعة تحت الحمراء عبر العينة. ومع ذلك، فإن العينات الصلبة أو السائلة الخام تمثل عقبات كبيرة يجب التغلب عليها من خلال التحضير الدقيق.

مشكلة العتامة والتشتت

معظم العينات الصلبة في شكلها المسحوق أو البلوري تكون معتمة للإشعاع تحت الأحمر. إذا وضعت مسحوقًا خامًا في المطياف، فسيتم عكس أو تشتيت معظم شعاع الأشعة تحت الحمراء، بدلاً من نقله، مما يؤدي إلى طيف ضعيف أو غير موجود.

الحاجة إلى نافذة "شفافة للأشعة تحت الحمراء"

الحل هو تشتيت العينة في مادة شفافة في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (4000-400 سم⁻¹). هذه المادة، التي تسمى غالبًا مصفوفة أو معلق (mull)، تثبت العينة في مسار الشعاع دون أن تساهم بقمم امتصاصها الخاصة في الطيف.

الطريقة الأولى: قرص KBr

تعتبر طريقة قرص KBr المعيار الذهبي لإنتاج أطياف عالية الجودة من العينات الصلبة. وهي تنطوي على خلط العينة مع ملح هاليد قلوي، وأكثرها شيوعًا هو بروميد البوتاسيوم (KBr).

المبدأ: إنشاء محلول صلب

الهدف هو طحن كمية صغيرة جدًا من عينتك الصلبة مع مسحوق KBr النقي والجاف طحنًا ناعمًا. عندما يتم ضغط هذا الخليط تحت ضغط عالٍ (عدة أطنان)، يندمج KBr لتكوين قرص رقيق وشفاف وشبيه بالزجاج يمكن وضعه مباشرة في حامل العينة الخاص بالمطياف.

المزايا الرئيسية

تنتج هذه الطريقة طيفًا عالي الجودة لأن KBr شفاف للإشعاع تحت الأحمر عبر نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة بأكمله. لا توجد قمم متداخلة من مادة المصفوفة، مما يسمح برؤية واضحة لنطاقات الامتصاص الحقيقية للعينة.

المزالق الشائعة

العيب الرئيسي هو تلوث الرطوبة. KBr متميع (يمتص الماء بسهولة من الهواء). أي ماء ممتص سينتج نطاق امتصاص واسع وقوي حول 3400 سم⁻¹، مما قد يحجب اهتزازات O-H أو N-H المهمة من عينتك.

الطريقة الثانية: معلق النيوجول (Nujol Mull)

معلق النيوجول هو بديل أبسط وأسرع لقرص KBr، وهو مفيد بشكل خاص للعينات الحساسة للرطوبة أو الضغط.

المبدأ: إنشاء تعليق

يتم تحضير المعلق عن طريق طحن العينة الصلبة إلى مسحوق ناعم ثم إضافة بضع قطرات من عامل التعليق، وعادة ما يكون النيوجول (علامة تجارية للزيت المعدني). يؤدي هذا إلى إنشاء عجينة سميكة، والتي يتم بعد ذلك نشرها برفق بين لوحين ملحيين شفافين للأشعة تحت الحمراء (غالبًا ما تكون مصنوعة من كلوريد الصوديوم أو KBr).

دور النيوجول

النيوجول هو خليط من الهيدروكربونات طويلة السلسلة. يتمثل دوره في إحاطة جزيئات العينة المطحونة ناعماً، مما يقلل من تشتت شعاع الأشعة تحت الحمراء ويسمح بمرور المزيد من الضوء عبر العينة.

تفسير الطيف

على عكس KBr، النيوجول ليس شفافًا عبر نطاق الأشعة تحت الحمراء بأكمله. لديه نطاقات امتصاص قوية لـ C-H حول 2920 و 1460 و 1375 سم⁻¹. يجب على المحلل التعرف على هذه القمم وفهم أنها آثار من عامل التعليق، وليست من العينة.

فهم المفاضلات

لا توجد طريقة مثالية عالميًا. يعتمد الاختيار بينهما على عينتك ومعداتك وأهدافك التحليلية.

أقراص KBr: الإيجابيات والسلبيات

الميزة الأساسية هي الخلفية النظيفة، مما يوفر رؤية غير معاقة لطيف العينة. ومع ذلك، فهي تتطلب عمالة مكثفة، وتتطلب مكبسًا هيدروليكيًا، وهي عرضة بشدة لتلوث الماء. علاوة على ذلك، يمكن للضغط العالي في بعض الأحيان تغيير التركيب البلوري للعينة.

معلقات النيوجول: الإيجابيات والسلبيات

هذه التقنية سريعة وبسيطة وتتطلب الحد الأدنى من المعدات. إنها ممتازة للمركبات الحساسة للرطوبة. العيب الرئيسي هو التداخل المتأصل من قمم C-H الخاصة بالنيوجول، والتي يمكن أن تحجب المعلومات المهمة في تلك المناطق من الطيف.

اتخاذ الخيار الصحيح لعينتك

يجب أن يسترشد قرارك بطبيعة عينتك وجودة البيانات التي تحتاجها.

• إذا كان تركيزك الأساسي هو طيف عالي الدقة، جاهز للنشر، لعينة صلبة مستقرة: طريقة قرص KBr هي الخيار الأفضل، بشرط أن تبذل عناية فائقة للقضاء على الرطوبة.
• إذا كان تركيزك الأساسي هو تحليل وصفي سريع أو كانت عينتك حساسة للرطوبة: فإن معلق النيوجول هو الخيار الأكثر عملية وأمانًا، ولكن كن مستعدًا لتجاهل القمم المعروفة من الزيت المعدني.
• إذا كنت تحلل سائلاً نقيًا وغير متطاير: استخدم طريقة الفيلم الرقيق بوضع قطرة واحدة بين لوحين ملحيين للحصول على التحليل الأكثر مباشرة.

يعد اختيار تقنية تحضير العينة الصحيحة الخطوة الأولى والأكثر أهمية نحو الحصول على طيف أشعة تحت حمراء هادف ودقيق.

جدول الملخص:

الطريقة	المبدأ	الميزة الرئيسية	العيب الرئيسي
قرص KBr	إنشاء محلول صلب في قرص KBr شفاف	خلفية نظيفة، طيف عالي الجودة	عرضة لتلوث الرطوبة
معلق النيوجول	تعليق العينة في زيت معدني بين ألواح ملحية	سريع، بسيط، جيد للعينات الحساسة للرطوبة	تداخل من قمم امتصاص C-H الخاصة بالنيوجول

هل أنت مستعد لتحقيق نتائج متفوقة في مطيافية الأشعة تحت الحمراء؟

يعد اختيار طريقة تحضير العينة المناسبة أمرًا بالغ الأهمية للحصول على بيانات دقيقة وعالية الجودة. في KINTEK، نحن متخصصون في توفير معدات ومواد المختبر الموثوقة التي تحتاجها لإتقان هذه التقنيات.

نحن نوفر الأدوات للنجاح:

• أقراص KBr ومكابس عالية الجودة للحصول على أطياف نقية وجاهزة للنشر.
• ألواح ملحية متينة (كلوريد الصوديوم، KBr) ونيوجول لتحضيرات المعلق السريعة والفعالة.

دع خبرتنا تدعم احتياجات مختبرك. اتصل بخبرائنا اليوم للعثور على الحل المثالي لسير عمل مطيافية الأشعة تحت الحمراء لديك وضمان نجاح تحليلاتك.