16.2: Fuentes de infrarrojos y transductores

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La instrumentación para espectroscopia IR requiere una fuente de radiación infrarroja y un transductor para detectar la radiación después de que pase a través de la muestra.

Fuentes de Infrarrojos

La mayoría de las fuentes IR consisten en un material sólido que emite radiación cuando se calienta al pasar una corriente a través del dispositivo. La intensidad de la luz emitida suele ser mayor a 5900—5000 cm ^—1 y luego disminuye de manera constante a 500 cm ^—1. Los ejemplos comunes de fuentes IR incluyen el brillo Nernst (una varilla de cerámica calentada a 1200—2200 K), un globar (una varilla de carburo de silicio calentada a 1300—1500 K), un cable incandescente (un alambre de nicrom calentado a aproximadamente 1100 K).

Transductores de infrarrojos

Debido a que la radiación IR tiene una energía mucho menor que la luz visible y ultravioleta, los tipos de detectores utilizados en la espectroscopia UV/Vis no son adecuados para registrar espectros IR. La mayoría de los detectores IR miden el calor ya sea directamente o por un cambio dependiente de la temperatura en una de sus propiedades.

Cuando dos metales diferentes, M ₁ y _M2, se conectan entre sí en un bucle cerrado, formando dos uniones M ₁ —M ₂, existe una diferencia de potencial entre las dos uniones. La magnitud de esta diferencia de potencial depende de la diferencia en las temperaturas de las dos uniones. Si la temperatura de una unión se mantiene constante o, si la radiación de origen se corta, consulte el Capítulo 9.2 para una discusión sobre el corte, entonces se puede medir el cambio de temperatura de la otra unión. La unión activa suele estar recubierta con un material oscuro para mejorar la absorbancia de la energía térmica, y es de tamaño pequeño. Un termopar de alta calidad es sensible a diferencias de temperatura tan pequeñas como 10 ^—6 K.

Un bolómetro está formado a partir de materiales para los cuales la resistencia depende de la temperatura. Como es cierto para un termopar, la parte activa del detector se recubre con un material oscuro y se mantiene de tamaño pequeño.

El sulfato de triglicerina, (NH ₂ CH ₂ COOH) ₃ • H ₂ SO ₄, TGS, es un material piroeléctrico cristalino. Por lo general, está parcialmente deuterado (DTGS) y, quizás, dopado con L-alanina (DLATG). El material piroeléctrico se coloca entre dos electrodos, uno de los cuales es ópticamente transparente a la radiación infrarroja. La absorción de la radiación infrarroja da como resultado un cambio de temperatura y un cambio resultante en la capacitancia del detector y, por lo tanto, en la corriente que fluye.