ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кюветы и техника приготовления образцов из "Введение в практическую инфракрасную спектроскопию " Инфракрасные спектры газов и жидкостей могут быть получены непосредственно при исследовании веществ в неразбавленном виде, тогда как твердые вещества изучаются обычно после диспергирования их в какой-либо среде. В этом разделе кратко рассматриваются различные кюветы и обычная техника приготовления образцов для каждой фазы. [c.37] Прежде всего необходимо сделать ряд замечаний относительно использования растворителей. Следует учитывать токсичность растворителей, общепринятых для приготовления растворов и промывания окон кювет особенно вредны сероуглерод и хлорированные углеводороды. Кондиционирование воздуха в закрытой комнате может не предусматривать притока свежего воздуха, а лишь циркуляцию одного и того же воздуха с непрерывным удалением паров воды и углекислого газа. Поэтому пары растворителя могут постепенно аккумулироваться до концентрации, вредной как для прибора, так и для экспериментатора. При контакте паров с нагретым до высокой температуры источником излучения может происходить их пиролиз с образованием газов, вызывающих коррозию наблюдались хлоридные коррозионные осадки на оправах зеркал и пленки, окружающие стержень источника. Прибор можно предохранять от коррозии периодическим или медленным непрерывным продуванием сухого воздуха или азота. Поскольку указанные пары вредны для экспериментатора, приготовление образцов и промывание кювет следует всегда проводить в комнате с хорошей вентиляцией или под тягой вдали от спектрофотометра. При продувании прибора азотом ток газа нужно направлять через монохроматор в сторону кожуха с источником и затем наружу. Обратное направление потока может привести к коррозии деталей монохроматора под действием окислов азота, образующихся при контакте азота н кислорода воздуха на поверхности источника, имеющего высокую температуру. [c.37] Образец (2— 5 мг) хорошо перемешивают с эмульгатором (1 капля), или в шаровой мельнице, или просто лествко. 1 в ступке (достаточно растирать 1—2 мин.). При помощи шпателя суспензию наносят на солевую пластинку прижимают второй пластинкой, что заставляет ее растекаться в тонкую пленку. После этого пластинки, чаще всего укрепленные в специальном держателе кювет (рис. 6), помещают в основной пучок инфракрасного спектрофотометра. Материалом для пластинок могут служить фтористый литий, флюорит (СаРг) и бромистый калий. Размер пластинок меняется в зависимости от прибора, причем их толщина обычно 0,5 см, а диаметр 1—3 см поверхности всегда отполированы. Поскольку инфракрасное излучение падает на пластинки в виде узкого пучка, то нет необходимости делать размеры пленки образца больше, чем 0,5X1 2 см самя пластинки имеют несколько большие размеры и круглую, форму, что обусловлено лишь удобством изготовления. Точное измерение интенсивности в спектрах суспензий обычно не представляется возможным, так как нет простых способов определения толщины поглощающего слоя образца или концентрации. [c.38] Поскольку окна кювет могут легко повреждаться, сделаем несколько замечаний о правилах обращения с ними. На пластинки из галогенидов щелочных металлов сильно действует влага. [c.38] Все пластинки из галогенидов щелочных металлов, как наблюдается на практике, дают постоянный общий фон поглощения . Этот фон может учитываться введением поправки к 100%-ному пропусканию или помещением в сравнительный пучок прибора двух аналогичных пластинок или одной пластинки двойной толщины. Если для компенсации фона используют две пласт11 нки, то их следует располагать одну от другой на расстоянии не менее 1 мм, чтобы избежать появления интерференционной картины. [c.39] Прп помощи инфракрасных спектров можно исследовать чистые жидкости и растворы твердых, жидких и газообразных веществ. Жидкости обычно не исследуют в виде растзорон и, таким образом, с накладывающимся спектром поглощения растворителя в этом случае редко имеют дело. Однако при изучении спектра раствора могут быть исключены некоторые меж-молекулярные взаимодействия, которые имеют место в чистой жидкости. Использование растворов жидкостей может оказаться также необходимым, когда поглощение чистой жидкости очень велико и нельзя получить достаточно тонкую пленку для проведения точных измерений. [c.41] Чистые жидкости. Практические советы по работе с суспензиями полезны также и в случае тонких слоев жидкостей. Поскольку, однако, измерение интенсивностей и сравнение спектров гораздо легче проводить, когда толщина поглощающего слоя поддается контролю, то удобнее пользоваться кюветами, которые применяются также при изучении спектров растворов к имеют толщину слоя примерно 0,005—0,1 м.ч. Как и при изучении спектров твердых веществ (см. выше), общи1 1 фон поглощения окон кюветы необходимо компенсировать. Летучие жидкости, которые могут легко испаряться из обычной кюветы, необходимо исследовать в герметично закрываемых кюветах. [c.41] Следует заметить, что ни одна из стандартных кювет с указанными толщинами слоев не должна иметь емкость более 0,5 мл если это не так, то кювета сделана неправильно. Точные измерения интенсивности воз.можны только тогда, когда известна молярная концентрация раствора. Испарения и потерь раствора при переносе можно избежать, если осторожно заполнять кювету приготовленным раствором при помощи капельницы или шприца для подкожных инъекций. В этом случае 0,25 мл раствора вполне достаточно, чтобы заполнить кювету с толщиной слоя 0,5 мм. Когда основной целью исследования является точное измерение интенсивностей, многие экспериментаторы, для того чтобы уменьшить ошибки приготовления образца и измерений, предпочитают готовить раствор в большем объеме (1—2 мл). [c.42] Кюветы постоянной толщины следует оберегать от всяких кремниевых соединений, так как последние остаются на поверхности пластинок и дают исключительно сильную и широкую полосу поглощения при 1100—1000 м- (9—10 [х), ограничивая таким образом доступную для исследования область спектра. Кремнийорганическая фаза может быть в газожидкостных хроматографических колонках, существует также несколько видов кремниевых смазок для кранов установок с высоким вакуумом — вот два возможных источника кремниевых загрязнений. [c.44] Инфракрасные спектры газов сильно отличаются от спектров конденсированных фаз. Принципиальное отличие обусловлено тем, что в газе молекулы могут свободно вращаться, а межмолекулярное взаимодействие минимально. В случае простых молекул это приводит к появлению множества линий тонкой структуры, соответствующих переходам мел ду вращательными уровнями энергии (рис. 8). По этой причине многие газь , например аммиак, углекислый газ и пары воды в воздухе, используются для калибровки приборов по частотам. Поскольку молярная концентрация в этом случае мала, толщина слоя газовой кюветы измеряется сантиметрами, а не долями миллиметра, как в случае конденсированных фаз. [c.44] Разработана специальная техника измерения спектров малых количеств газа и обеспечения полного перевода образца в газовую кювету. Однако в обычных случаях количество газа, заполнившего известный объем стандартной кюветы, узнают по измеренному давлению. Для того чтобы заполнить кювету, ее сначала эвакуируют и затем газ входит в нее вследствие перепада давления. [c.44] Обычно расстояние по прямой между осветителем и входной щелью монохроматора не превышает 25 см (исключением является прибор фир.мы Hilger and Watts , модель Н-800, допускающий использование газовой кюветы прямого прохождения длиной 50 см). Для низких давлений или смесей газов, а особенно для анализа следов газов в атмосфере, разработаны конструкции многоходовых газовых кювет с большой общей длиной пути проходящего излучения. Пучок света, идущий от осветителя, поворачивается на 90° и, прежде чем вернуться к первоначальному направлению и попасть в монохроматор, многократно проходит через длинную (до 4 м) газовую кювету, отражаясь определенным образом установленными в ее концах зеркалами (рис, 9). [c.44] Вернуться к основной статье