محتويات
مكونات جهاز الأشعة تحت الحمراء
جهاز الأشعة تحت الحمراء (Infrared Spectrometers)، هو واحد من الأجهزة التي تستخدم لتطبيق تقنية مشهورة جدًا لدى الكيميائيين العضويين وغير العضويين، وهي تقنية مطيافية الأشعة تحت الحمراء (Infrared spectroscopy)، فهذا الجهاز يُطلِق أشعة تحت حمراء مهمة للتعرّف على مختلف المركبات ومعرفة شكلها أو تركيبها،[١] ولهذا الجهاز 3 مكونات أساسية، تعمل معًا لأداء وظيفته، وهي كما يأتي:[٢]
- مصدر الإشعاع (Radiation source)،
يتكوّن مصدر الإشعاع في جهاز الأشعة تحت الحمراء من مواد صلبة خاملة تُسخّن كهربائيًا لإنتاج انبعاث حراري في منطقة الأشعة تحت الحمراء للطيف الكهرومغناطيسي.
- المونوكروماتور أو مستوحد اللون (Monochromator)،
هو جهاز صغير يعمل على تحليل أو فصل الأشعة تحت الحمراء ذات الطيف الواسع إلى تردّدات تحت حمراء فردية ضيّقة.
- الكاشف (Detector)،
في جهاز الأشعة تحت الحمراء، هناك نوعان من الكواشف، وهي: الكواشف الحرارية (Thermal detectors)، والكواشف الكمية أو كواشف الفوتون (Photon/Quantum detectors)، وتعمل هذه الكواشف على تحويل الطيف التناظري إلى إشارات كهربائية، وهذه الإشارة الكهربائية ستدخل إلى الكبيوتر وتُحلّل أيضًا باستخدام الخوارزميات الرياضيات للوصول إلى الطيف النهائي.
فوائد استخدام جهاز الأشعة تحت الحمراء
هو جهاز يُستخدم أساسًا للتعرّف على المواد المختلفة، منها البوليمرات العضوية مثلًا، فهو يُسجّل كمية الطاقة التقريبية بناءً على الطول الموجي وترددات الأشعة تحت الحمراء التي تمرّ عبر العينة التي يتم مسحها في الجهار، ولذلك فإن الجهاز سيساعد على التعرف على ماهية المادة، وما بنيتها الكيميائية، فالبنية الكيميائية للعيّنات المختلفة ستختلف فيما بينهما من حيث امتصاصها للأشعة تحت الحمراء التي تمرّ عبرها، وهذا سيُساعد على تحديدها.[٣]
كيف يعمل جهاز الأشعة تحت الحمراء؟
يعمل هذا الجهاز من خلال تمرير الأشعة تحت الحمراء بترددات مختلفة عبر عينة تُحضّر بطريقة محدّدة، ثم قياس مدى امتصاص هذه الأشعة من قِبَل أنواع الروابط الكيميائية في المركب، وهذا بدوره سيُنتج طيفًا للمركب، يتكوّن من محورين هما: النفاذية والعدد الموجي،[٤] وفيما يأتي تلخيص لما يحدث عند وضع عينة في جهاز الأشعة تحت الحمراء:[٥]
- يُبدَأ أولًا بتحضير العينة التي ستوضع في الجهاز، وذلك إما بطحن المركب المراد فحصه مع مادة بروميد البوتاسيوم (وهي مادة أيونية لا تظهر في طيف جهاز الأشعة تحت الحمراء) أو من خلال إذابة المركب المراد فحصه في مُذيب آخر، مثل الزيوت المعدنية.
- تُوضع العينة بعد تجهيزها في المكان المخصص لها، والذي سيسمح لمصدر الإشعاع بالمرور عبرها.
- عند يمرّ الشعاع عبر العينة، تمتص الروابط الكيميائية الأشعة تحت الحمراء بطرق مختلفة وفقًا لنوعها، وتستجيب لذلك من خلال اهتزازها.
- يبدأ الكاشف بعدها بالعمل من خلال ملاحظة التغيرات في الأشعة تحت الحمراء، ويُحوّلها إلى إشارات كهربائية، ومنها يظهر المحنى الذي يمكن قراءته لتحديد البنية الكيميائية للمركب من خلال المجموعات الوظيفية فيه.
المراجع
- ↑ "Infrared (IR) Spectroscopy- Definition, Principle, Parts, Uses", microbenotes, Retrieved 20/4/2022. Edited.
- ↑ "How an FTIR Spectrometer Operates", libretexts, Retrieved 20/4/2022. Edited.
- ↑ "Infrared Spectrophotometer", labcompare, Retrieved 20/4/2022. Edited.
- ↑ "Introduction", rsc, Retrieved 20/4/2022. Edited.
- ↑ "How Does IR Spectroscopy Work?", sciencing, Retrieved 20/4/2022. Edited.
