Espectroscopia Infravermelho

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Espectroscopia de 
Infra-Vermelho
Luís Santos
NIR MIR FIR
14000 4000 20500 Número de onda (cm-1)
NIR NIR –– IV prIV próóximo; MIR ximo; MIR –– IV mIV méédio; FIR dio; FIR –– IV longIV longíínquonquo
Região do InfravermelhoRegião do Infravermelho
Fontes, detectores e materiais Fontes, detectores e materiais óópticos diferentespticos diferentes
Vibrações Moleculares
ª Modos normais de vibração (3N-6). 
ª Harmónicos e combinações.
ª “Impressão digital”. 
ª As frequências específicas dependem de:
• massa dos átomos, 
• força das ligações, 
• geometria. 
Vibrações Moleculares
CH2 - 2925 cm-1 2850 cm-1 
Vibrações Moleculares
http://www.psrc.usm.edu/macrog/irabs.htm
CH2: ~720 cm-1 1350 - 1150 cm-1 
Regras de Selecção
� Para um modo ser activo em IV, deverá ocorrer variação
da momento dipolar durante a transição vibracional.
� Para um modo ser activo em Raman, deverá ocorrer
variação da polarizabilidade durante a transição
vibracional.
� IV e Raman são em geral complementares, em virtude de 
as regras de selecção que governam ambos os processos
serem diferentes. 
� Ex.: H2O; CO2
Instrumentação
�Técnica Dispersiva
�Técnica de transformada de Fourier (FTIR)
Espectrómetro Dispersivo
Espectrómetro de FTIR
Interferómetro de Michelson
Interferograma
Vantagens FTIR/Dispersivo
�Maior velocidade e sensibilidade - Felgett
�Maior intensidade no detector - Jacquinot
�Calibração automática - laser de referência
�Não há luz dispersa
�Não há aquecimento
�...
Equipamento
� Fonte de radiação
• Tunsténio (VIS - 3000 cm-1) 
• Globar (6000 - 50 cm-1) 
• Lâmpada de Hg (100 - 10 cm-1) 
� Interferómetro de Michelson - Divisor de feixe
• MgO em quartzo (UV - 500 cm-1) 
• Ge em KBr (6000 - 50 cm-1) 
• PE tereftalato (IV longínquo) 
�Detector
• DTGS (Deutered triglycine sulfate) (UV próximo - IVL)
• MCT (HgCdTe) (6000 - 350 cm-1) 
Técnicas
�Espectroscopia de Absorção (Transmissão) 
�Espectroscopia de Reflexão
– Difusa
– Especular
– Atenuação Total (ATR)
�Microespectroscopia 
Espectroscopia de Absorção (Transmissão)
�Determina-se a Transmitância T
T (%) = (I/I0) x 100
�Absorvância A
A = -log10 (T/100)
�Vantagens e limitações da espectroscopia 
de absorção
Espectroscopia de Absorção (Transmissão)
Espectroscopia de Reflexão Difusa (DRIFTS)
�Reflexão difusa - Componente da radiação 
que penetra na amostra, sofrendo dispersão 
antes de voltar à superfície e que é função 
da absorção. 
� Análise de Kubelka-Munk
�Vantagens
�Limitações
Espectroscopia de Reflexão Especular
�Reflexão especular - Componente da 
radiação incidente que é reflectida com um 
ângulo de reflexão = ângulo de incidência e 
que é função do índice de refracção n.
�Análise de Kramers-Kronig
k - índice de absorção
R - intensidade da radiação especular
( )
( ) 22
22
1
1
kn
knR ++
+−=
Espectroscopia de Reflexão Especular
Análise de Kramers-Kronig
*Attenuated Total Reflectance
Reflexão interna ou total atenuadaReflexão interna ou total atenuada
¾ a radiação, sob certas condições, é reflectida no 
interior de um material com elevado índice de 
refracção (cristal de ATR) em contacto íntimo com 
a amostra
¾ a radiação penetra na amostra sob a forma de 
“onda evanescente”, cuja intensidade decai 
exponencialmente com a distância à superfície do 
cristal (alguns micrómetros)
ATR requer apenas contacto íntimo entre amostra e cristal, sem mais preparação
Reflectância Total Atenuada (ATR*)
ATR
Microespectroscopia
Estudo de casos 
Contaminante em papel
O-H
C-H
O-H
C-H
C-O
Estudo de casos 
Contaminante em papel
~1 mm
Microespectroscopia