Espectroscopia aplicada

La espectroscopia aplicada es la aplicación de varios métodos spectroscopic para descubrimiento e identificación de elementos/compuestos diferentes en la solución de problemas en los campos de forensics, medicina, industria petrolera, química atmosférica, farmacología, etc.

Métodos de Spectroscopic

Un método spectroscopic común para el análisis es la espectroscopia FTIR, donde las obligaciones químicas se pueden descubrir a través de sus frecuencias de absorción infrarrojas características o longitudes de onda. Estas características de absorción hacen analizadores infrarrojos un instrumento inestimable en geociencia, ciencia ambiental y ciencia atmosférica. Por ejemplo, el gas atmosférico que supervisa ha sido facilitado por el desarrollo de analizadores de gas comercialmente disponibles que se pueden distinguir entre dióxido de carbono, metano, monóxido de carbono, oxígeno y óxido nítrico.

La espectroscopia de UV se usa donde la absorción fuerte de la radiación ultravioleta ocurre en una sustancia. Tales grupos se conocen como chromophores e incluyen grupos aromáticos, sistema conjugado de obligaciones, carbonyl grupos etcétera. La espectroscopia de NMR descubre átomos de hidrógeno en ambientes específicos y complementos tanto IR como espectroscopia UV. El uso de la espectroscopia de Raman crece para más aplicaciones del especialista.

También hay los métodos derivados como la microscopia infrarroja, que permite que muy pequeñas áreas se analicen en un microscopio óptico.

Un método del análisis elemental que es importante en el análisis forense es EDX realizado en el microscopio de electrones ambiental que explora o ESEM. El método implica el análisis de la radiografía dispersada por la espalda de la muestra a consecuencia de la interacción con el haz electrónico. El análisis de SEM-EDITORES automatizado se usa adelante en una variedad de la Mineralogía Automatizada mineral cuantitativo, identificación y correlación de textural, como el QEMSCAN y soluciones MLA.

Preparación de la muestra

En tres métodos spectroscopic, la muestra por lo general tiene que estar presente en la solución, que puede presentar problemas durante el examen forense porque necesariamente implica probar sólido del objeto para examinarse.

FTIR: Tres tipos de muestras se pueden analizar, una solución (KBR), un polvo o una película. Una película sólida es la más fácil y la mayor parte de tipo de la muestra honrado para probar.

Análisis de polímeros

Muchos mecanismos de degradación del polímero se pueden seguir usando la espectroscopia infrarroja, como degradación de UV y oxidación, entre muchos otros modos de fracaso.

Degradación de UV

Muchos polímeros son atacados por la radiación UV a puntos vulnerables en sus estructuras de la cadena. Así, el polipropileno sufre el agrietamiento severo en la luz del sol a menos que los antioxidantes se añadan. El punto de ataque ocurre en el átomo de carbón terciario presente en cada unidad de repetición, causando la oxidación y finalmente la rotura de la cadena. El polietileno también es susceptible a la degradación UV, sobre todo aquellas variantes que son se bifurcaron polímeros como el LDPE. Los puntos de ramificación son átomos de carbón terciarios, por tanto la degradación del polímero comienza allí y causa la hendidura de la cadena y embrittlement. En el ejemplo mostrado en el izquierdo, carbonyl grupos fueron fácilmente descubiertos por la espectroscopia IR de una lámina delgada de molde. El producto era un cono del camino que se había rajado en el servicio y muchos conos similares también fallados porque un aditivo anti-UV no se había usado.

Oxidación

Los polímeros son susceptibles para atacar por el oxígeno atmosférico, sobre todo a temperaturas elevadas encontradas durante el procesamiento para formar. Muchos métodos de proceso como protuberancia y moldura de inyección implican bombear el polímero fundido en instrumentos, y las altas temperaturas necesarias para la fundición pueden causar la oxidación a menos que las precauciones se tomen. Por ejemplo, una muleta del antebrazo de repente se rompió y el usuario con severidad se hirió en la caída que resulta. La muleta se había fracturado a través de un encarte del polipropileno dentro del tubo de aluminio del dispositivo, y la espectroscopia infrarroja del material mostró que se había oxidado, posible a consecuencia de la moldura pobre.

La oxidación es por lo general relativamente fácil a descubrir, debido a la absorción fuerte por el grupo carbonyl en el espectro de polyolefins. El polipropileno tiene un espectro relativamente simple, con pocos picos en la posición carbonyl (como el polietileno). La oxidación tiende a comenzar en átomos de carbón terciarios porque los radicales libres aquí en el más estable, por tanto último más largo y son atacados por el oxígeno. El grupo carbonyl se puede oxidar adelante para romper la cadena, entonces debilitando el material bajando el peso molecular, y las grietas comienzan a crecer en las regiones afectadas.

Ozonolysis

La reacción que ocurre entre dobles enlaces y ozono se conoce como ozonolysis cuando una molécula del gas reacciona con el doble enlace:

El resultado inmediato es la formación de un ozonide, que entonces se descompone rápidamente de modo que el doble enlace se hienda. Esto es el paso crítico en la rotura de la cadena cuando los polímeros se atacan. La fuerza de polímeros depende del peso molecular de la cadena o el nivel de la polimerización: más alto la longitud de la cadena el mayor la fuerza mecánica (como resistencia a la tensión). Hendiendo la cadena, el peso molecular se cae rápidamente y allí viene un punto cuando tiene poca fuerza en absoluto, y una grieta se forma. El ataque adicional ocurre en las superficies de primera nuevamente expuestas y la grieta crece constantemente hasta que complete un recorrido y el producto se separa o falla. En caso de un sello o un tubo, el fracaso ocurre cuando la pared del dispositivo se penetra.

Los grupos del final de carbonyl que se forman son por lo general aldehydes o ketones, que se puede oxidar adelante a ácidos carboxylic. El resultado neto es una alta concentración de oxígeno elemental en las superficies de primera, que se pueden descubrir usando la espectroscopia de la radiografía dispersiva por la energía en SEM ambiental o ESEM. El espectro durante espectáculos izquierdos el oxígeno alto alcanza su punto máximo comparado con un pico de azufre constante. El espectro en el derecho muestra el espectro de la superficie de elastomer no afectado, con un relativamente pico de oxígeno bajo comparado con el pico de azufre. Los espectros se obtuvieron durante una investigación sobre el agrietamiento del ozono de sellos del diafragma en una fábrica de fabricación de semiconductor.

Véase también

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