Het bepalen van de identiteit en de concentratie van moleculen in een gasmengsel is vaak erg belangrijk in de industrie, het milieu, in een research omgeving of op de werkplaats. Er bestaan o.a. infrarood, elektrochemische en katalytische sensoren voor het bepalen van de hoeveelheid van specifieke gassen. Deze sensoren zijn vaak erg gevoelig voor specifieke moleculen maar zijn door de gebruikte techniek niet geschikt voor de detectie van andere componenten. Maar wat als het niet duidelijk is welk gas er aanwezig is in een ruimte. Hoe wordt de identiteit dan bepaald?

Een van de methoden om achter de identiteit van een onbekend gas te komen is Fourier Transformatie Infrarood (FTIR) spectrometrie. Deze techniek is gebaseerd op de interactie van moleculen met licht. Een eenvoudig model van een moleculeverbinding kan worden gezien als twee massa’s onderling verbonden met een veer. Waarbij de massa’s staan voor de twee moleculen en de veer (met veerconstante k) de band tussen de twee moleculen beschrijft.

De eigenfrequentie is uniek voor elke moleculeverbinding. Dit model is natuurlijk een vereenvoudiging van de werkelijkheid. In “werkelijkheid” vertonen moleculeverbindingen o.a. de volgende bewegingen als ze worden aangeslagen met de juiste energie/frequentie: symmetrisch strekken, asymmetrisch strekken, schaarbeweging en “rocking”.

Maar ondanks dat deze trillingen verschillen met de trillingen in het eenvoudige model hebben ze wel een eigenfrequentie bij elk type trilling. Deze eigenfrequenties van moleculen kunnen worden gebruikt om een vingerafdruk te maken van het gas met behulp een FTIR spectrofotometer.

Een FTIR spectrofotometer werkt volgens het onderstaande principe. Licht met frequenties uit bijna het gehele IR spectrum worden tegelijkertijd op een halfdoorlaatbare spiegel gezonden. De helft van het licht wordt niet weerkaatst en gaat rechtdoor en de andere helft wordt onder een hoek van 90 graden weerkaatst. Het licht wordt hierna op spiegel 1 of op de beweegbare spiegel 2 weerkaatst. De positie van deze spiegel 2 wordt nauwkeurig bepaald met behulp van een laser.

Het licht heeft nu twee afstanden afgelegd d1 en d2. Na weerkaatsing komen de lichtstralen aan bij de halfdoorlaatbare spiegel en interfereren hier samen. Interferentie van licht is het proces waarbij twee of meer lichtgolven bij elkaar komen en samen een lichtpatroon vormen. Een voorbeeld van positieve- en negatieve-interferentie staat hiernaast afgebeeld.

Het licht wordt door het te meten medium gestuurd en vormt een interferentie patroon dat wordt opgevangen op een detector.
Als het afstandverschil d = 2.(d1 – d2)= 0 of een veelvoud is van de golflengte van het licht dan treedt er positieve interferentie (versterking) op. Als het weglengte verschil d = golflengte/ 2 dan treedt er negatieve interferentie (uitdoving) op.
In het interferogram wordt de positie van de spiegel uitgezet tegen de gemeten intensiteit op de detector.

De software in de analyser zet dit signaal met behulp van een Fourier transformatie om naar een spectrum waarin het golfgetal [cm-1] wordt uitgezet tegen de transmissie. 100% transmissie betekend dat al het verzonden licht bij de detector aankomt.
In het bovenstaande “FTIR” spectrum zijn specifieke verbindingen zoals bijvoorbeeld C-H en C=O duidelijk te zien.

De specifieke patronen in het spectrum zijn te vergelijken met de lijnen en groeven bij een vingerafdruk. Door het transmissie spectrum te vergelijken met een database van verzamelde spectra (bibliotheek) is bij een gelijkend spectrum/vingerafdruk de identiteit van het gas/dader met een bepaalde zekerheid vast te stellen. Het is afhankelijk van de software mogelijk om meerdere componenten simultaan te analyseren. De Calcmet™ software van de Gasmet FTIR analysers is bijvoorbeeld in staat om 50 gassen simultaan te analyseren.
FTIR analysers zijn beschikbaar in draagbare en stationaire (wandmontage en 19” rack) opstellingen.

Help
RAVEBO gebruikt cookies om deze website gebruiksvriendelijker te maken. Deze cookies hebben uitsluitend functionele, communicatieve of analytische doeleinden. Door gebruik te maken van deze website gaat u akkoord met het gebruik van cookies. Voor meer informatie zie ons Cookie Statement.
Ok Weigeren
Selecteer een afdeling:*
Selecteer een afdeling.

Vul een naam in:*
Vul een naam in

Telefoonnummer:
Invalid Input

E-mailadres:*
Invalid Input

Onderwerp:*
Geef u bericht een onderwerp.

Bericht:*
Voer een bericht in.

Security*
Security
RefreshInvalid Input