لماذا يتم استخدام بروميد البوتاسيوم (KBr) وكلوريد الصوديوم (NaCl) في مطيافية الأشعة تحت الحمراء؟ تحقيق تحليل عينات واضح ودقيق

باختصار، يتم استخدام بروميد البوتاسيوم (KBr) وكلوريد الصوديوم (NaCl) في مطيافية الأشعة تحت الحمراء لأنهما يتمتعان بخاصيتين حاسمتين: فهما شفافان للإشعاع تحت الأحمر وهما ملحان ناعمان وقابلان للطرق. يتيح هذا المزيج الفريد لهما العمل كنافذة أو مصفوفة صلبة للعينة، مما يسمح لشعاع الأشعة تحت الحمراء بالمرور وتحليل المادة موضع الاهتمام دون إضافة أي إشارات متداخلة.

يتمثل التحدي الأساسي في مطيافية الأشعة تحت الحمراء في إعداد عينة رقيقة وموحدة بما يكفي لمرور ضوء الأشعة تحت الحمراء من خلالها. يحل بروميد البوتاسيوم وكلوريد الصوديوم هذه المشكلة من خلال توفير وسط خامل كيميائيًا وشفاف للأشعة تحت الحمراء لحمل العينة في مسار شعاع المطياف.

التحدي الأساسي: إيصال الضوء عبر العينة

لماذا غالبًا ما تكون العينات النقية غير مناسبة

تكون معظم المركبات العضوية وغير العضوية، خاصة في أشكالها الصلبة أو السائلة النقية، سميكة جدًا أو كثيفة جدًا. ستمتص أو تشتت شعاع الأشعة تحت الحمراء بأكمله، مما يمنع أي ضوء من الوصول إلى الكاشف.

هذا يجعل من المستحيل الحصول على طيف مفيد، والذي يعتمد على قياس الترددات المحددة للضوء التي تمتصها الروابط الجزيئية للعينة.

الحاجة إلى وسط "غير مرئي"

للحصول على إشارة قابلة للاستخدام، يجب تخفيف العينة ودعمها في وسط غير مرئي عمليًا للضوء تحت الأحمر.

يجب ألا يحتوي هذا الوسط الحامل، سواء كان قرصًا صلبًا أو نافذة خلية سائلة، على أي اهتزازات جزيئية خاصة به تمتص في منطقة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة. إذا كان الأمر كذلك، فإن طيفه الخاص سيتداخل مع طيف العينة ويحجبه.

الخصائص الرئيسية لبروميد البوتاسيوم وكلوريد الصوديوم

1. الشفافية للأشعة تحت الحمراء

هذا هو السبب الرئيسي لاستخدامهما. تتمتع أملاح هاليدات القلويات مثل بروميد البوتاسيوم وكلوريد الصوديوم بروابط أيونية بسيطة. ترددات اهتزازها منخفضة جدًا لدرجة أنها تقع خارج نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة النموذجي (4000-400 سم⁻¹) المستخدم للتحليل.

نظرًا لعدم امتصاصها للضوء في هذا النطاق، فإنها توفر خلفية واضحة تمامًا، مما يضمن أن كل قمة تُلاحظ في الطيف تأتي فقط من العينة التي يتم اختبارها.

2. القابلية للطرق تحت الضغط

كما هو موضح في أدلة تحضير العينات، يصبح بروميد البوتاسيوم مرنًا عند تعرضه لضغط عالٍ. هذه الخاصية الفيزيائية ضرورية لـ طريقة قرص بروميد البوتاسيوم (KBr) الشائعة.

عندما يتم خلط العينة المطحونة جيدًا مع مسحوق بروميد البوتاسيوم ويتم ضغطها في قالب، يتدفق بروميد البوتاسيوم ويلتحم معًا. يشكل قرصًا صلبًا وشبه شفاف يحبس جزيئات العينة المشتتة في مصفوفة ثابتة وموحدة.

3. الخمول الكيميائي

كل من بروميد البوتاسيوم وكلوريد الصوديوم هما أملاح غير تفاعلية بشكل عام. لا يتفاعلان كيميائيًا مع الغالبية العظمى من العينات، مما يضمن بقاء المادة التي يتم تحليلها دون تغيير أثناء عملية التحضير والقياس.

فهم المفاضلات والمزالق

الطبيعة المسترطبة لهاليدات القلويات

أهم مأزق هو أن بروميد البوتاسيوم وكلوريد الصوديوم مسترقان، مما يعني أنهما يمتصان الرطوبة بسهولة من الغلاف الجوي.

يحتوي الماء (H₂O) على نطاقات امتصاص قوية وواسعة جدًا للأشعة تحت الحمراء، خاصة اهتزاز الشد لـ O-H. إذا كان بروميد البوتاسيوم أو كلوريد الصوديوم ملوثًا بالرطوبة، فستظهر قمم الماء هذه في الطيف ويمكن أن تحجب بسهولة القمم المهمة من العينة.

تأثير التحضير السيئ

لهذا السبب تعد التقنية المناسبة أمرًا بالغ الأهمية. يجب أن يظل بروميد البوتاسيوم جافًا تمامًا، وغالبًا ما يتم تخزينه في مجفف أو فرن. عند صنع القرص، يتم تطبيق فراغ غالبًا على القالب لإزالة أي هواء محبوس ورطوبة.

إذا لم يتم طحن القرص بنعومة كافية أو لم يتم ضغطه بضغط كافٍ، فقد يبدو غائمًا. يسبب هذا الغموض تشتيت ضوء الأشعة تحت الحمراء، مما يؤدي إلى خط أساس ضعيف وجودة إشارة منخفضة في الطيف النهائي.

اختيار الأنسب لهدفك

يعتمد التطبيق الصحيح لهذه الأملاح على الحالة الفيزيائية لعينتك.

• إذا كان تركيزك الأساسي هو تحليل عينة صلبة: فإن تقنية قرص بروميد البوتاسيوم هي الطريقة القياسية، حيث تقوم بخلط عينتك مع مسحوق بروميد البوتاسيوم الجاف وضغطها في قرص رقيق.
• إذا كان تركيزك الأساسي هو تحليل سائل أو زيت: فستستخدم صفائح ملحية مصنوعة من كلوريد الصوديوم أو بروميد البوتاسيوم، حيث تضع طبقة رقيقة من السائل بين اثنين من هذه الصفائح الشفافة.

في نهاية المطاف، هذه الأملاح البسيطة هي القوة العاملة غير المرئية التي تجعل تقنية مطيافية الأشعة تحت الحمراء القوية ممكنة لمجموعة واسعة من المواد.

جدول الملخص:

الخاصية	لماذا هي مهمة لمطيافية الأشعة تحت الحمراء
الشفافية للأشعة تحت الحمراء	توفر خلفية واضحة؛ لا توجد قمم متداخلة في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (4000-400 سم⁻¹).
القابلية للطرق	تسمح بتكوين أقراص صلبة وشفافة (بروميد البوتاسيوم) أو صفائح للعينات السائلة.
الخمول الكيميائي	يمنع التفاعل مع العينات، مما يضمن دقة التحليل.
الطبيعة المسترطبة	تتطلب تعاملاً دقيقًا لتجنب تلوث الرطوبة، مما قد يحجب قمم العينة.

قم بترقية نتائج مطيافية الأشعة تحت الحمراء لديك باستخدام معدات KINTEK المخبرية الدقيقة.

سواء كنت تقوم بإعداد عينات صلبة باستخدام طريقة قرص بروميد البوتاسيوم أو تحليل السوائل باستخدام صفائح ملحية، فإن الأدوات المناسبة ضرورية لتجنب تلوث الرطوبة وضمان الحصول على أطياف واضحة ودقيقة. تتخصص KINTEK في المعدات والمواد الاستهلاكية المخبرية عالية الجودة المصممة للموثوقية وسهولة الاستخدام، مما يساعدك على تحقيق نتائج متسقة وخالية من التداخل.

اتصل بنا اليوم لاستكشاف مجموعتنا من لوازم مطيافية الأشعة تحت الحمراء والحصول على دعم الخبراء لاحتياجات مختبرك!

دليل مرئي