Share via email
Pada artikel pertama dalam seri kami tentang spektroskopi inframerah-dekat (NIR), kami telah menjelaskan apa itu spektroskopi NIR. Artikel ini berfokus pada perbedaan antara spektroskopi inframerah-dekat dan inframerah (IR), yang sering juga disebut spektroskopi inframerah-tengah (mid-IR). Kami juga akan membahas mengapa spektroskopi NIR mungkin lebih cocok daripada spektroskopi IR untuk tantangan analitis Anda di laboratorium dan proses manufaktur industri.
Perbedaan pada panjang gelombang dan energi
Kami telah mendefinisikan spektroskopi NIR sebagai analisis interaksi antara cahaya NIR dan materi. Dalam analisis spektroskopi, cahaya ditentukan oleh panjang gelombang (dan bukan oleh energi yang diberikan). Jika ini terdengar baru, Anda bisa merujuk ke artikel blog pertama dari seri ini:
Panjang gelombang cahaya berkorelasi terbalik dengan energinya. Oleh karena itu, semakin kecil panjang gelombangnya, semakin banyak energi yang dimilikinya. Spektrum elektromagnetik ditunjukkan pada Gambar 1. Wilayah NIR terletak di antara wilayah tampak (energi lebih tinggi) dan wilayah inframerah (energi lebih rendah) pada 780 hingga 2500 nm.
Cahaya dari wilayah IR dan NIR pada spektrum elektromagnetik menginduksi getaran pada bagian molekul tertentu (dikenal sebagai gugus fungsi). Dengan demikian, spektroskopi IR dan NIR termasuk dalam kelompok spektroskopi vibrasi. Gambar 2 menunjukkan beberapa gugus fungsi dan molekul yang aktif di wilayah NIR.
Perbedaan vibrasi yang ditimbulkan oleh radiasi IR atau cahaya NIR disebabkan oleh energi panjang gelombang NIR yang lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah IR.
Vibrasi di wilayah inframerah diklasifikasikan sebagai vibrasi fundamental – yang berarti transisi dari ground state ke keadaan tereksitasi pertama. Di sisi lain, vibrasi di wilayah near-infrared merupakan combination bands (gabungan eksitasi dua vibrasi) atau overtunes. Nada tambahan dianggap sebagai vibrasi dari ground state ke tingkat eksitasi di atas keadaan pertama (Gambar 3). Combination bands dan overtunes ini memiliki kemungkinan terjadinya lebih rendah dibandingkan vibrasi fundamental, dan akibatnya intensitas puncak atau pita serapan pada rentang NIR lebih rendah dibandingkan puncak pada wilayah IR.
Hal ini dapat lebih dipahami dengan analogi tentang menaiki tangga. Kebanyakan orang menaiki satu anak tangga dalam satu waktu, namun terkadang Anda melihat orang terburu-buru menaiki dua atau tiga anak tangga sekaligus. Hal ini mirip dengan IR dan NIR: satu langkah (IR – vibrasi fundamental) jauh lebih umum dibandingkan dengan tindakan menaiki dua anak tangga atau lebih sekaligus (NIR – overtunes dan combination bands). Getaran di wilayah NIR memiliki probabilitas yang lebih rendah dibandingkan getaran IR. Oleh karena itu, pita serapan yang sesuai memiliki intensitas yang lebih rendah.
Keuntungan spektroskopi NIR dibandingkan spektroskopi IR
Garis besar teoritis di atas memungkinkan kita memperoleh keuntungan NIR dibandingkan spektroskopi IR sebagai berikut.
Intensitas bands yang lebih rendah dengan NIRS, sehingga saturasi detektor lebih sedikit
Untuk padatan, Anda dapat menggunakan sampel murni sebagaimana adanya dalam botol yang sesuai untuk analisis NIR. Dengan analisis IR, Anda perlu membuat pelet KBr atau memasukkan sampel padat secara hati-hati ke jendela Attenuated Total Reflectance (ATR), belum lagi membersihkan semuanya secara menyeluruh setelahnya.
Untuk cairan, Spektrum NIR harus diukur dalam botol sekali pakai berdiameter 4 mm (atau 8 mm) yang mudah diisi, bahkan untuk bahan kental. Analisis IR memerlukan panjang jalur yang sangat pendek (<0,5 mm). Diperlukan kuvet kuarsa yang mahal atau sel aliran, yang keduanya tidak mudah untuk diisi.
Cahaya berenergi lebih tinggi dengan NIRS, sehingga penetrasi sampel lebih dalam
Ini berarti NIRS memberikan informasi tentang sampel massal dan bukan hanya karakteristik permukaan, seperti pada spektroskopi inframerah.
NIRS dapat digunakan untuk kuantifikasi dan identifikasi
Para ilmuwan sering menggunakan spektroskopi inframerah untuk mendeteksi keberadaan gugus fungsi tertentu dalam suatu molekul (hanya identifikasi). Faktanya, kuantifikasi adalah salah satu keunggulan penggunaan spektroskopi NIR (lihat di bawah).
NIRS sangat serbaguna
Spektroskopi NIR dapat digunakan untuk kuantifikasi bahan kimia (contoh , moisture, API content), penentuan parameter kimia (contoh, hydroxyl value, total acid number) atau parameter fisik (contoh, density, viscosity, relative viscosity, dan intrinsic viscosity). Anda dapat mengklik tautan ini untuk mengunduh Application Note kami.
NIRS bekerja dengan serat optik
Ini berarti Anda dapat dengan mudah mentransfer metode dari laboratorium langsung ke lingkungan proses menggunakan penganalisis dengan kabel serat optik panjang dan dispersi rendah serta probe yang kokoh. Kabel serat optik tidak memungkinkan untuk digunakan dengan radiasi infra merah karena keterbatasan fisik.
NIR ≠ IR spectroscopy
Singkatnya, NIR adalah metode analisis yang berbeda dari IR, meskipun keduanya merupakan jenis spektroskopi vibrasi. NIR lebih cepat dan mudah ditangani dibandingkan IR. Ini tidak memerlukan persiapan sampel dan dapat memberikan informasi tentang material curah. Ini juga serbaguna. Spektroskopi NIR memungkinkan kuantifikasi berbagai jenis parameter kimia dan fisik dan juga dapat diterapkan dalam lingkungan proses.
Saksikan video kami untuk mempelajari perbedaan utama antara spektroskopi IR dan NIR.
Pada bagian berikutnya dari seri ini, kami fokus pada proses penerapan spektrometer inframerah dekat dalam alur kerja laboratorium Anda, dengan menggunakan contoh spesifik.
Bagaimana menerapkan spektroskopi NIR dalam alur kerja laboratorium Anda
Pengetahuan yang akan di peroleh
Panduan analisis spektroskopi inframerah dekat pada proses manufaktur industri
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang detail spektroskopi spektroskopi NIR, contohnya. overtunes dan combination bands, analisis data multivariat dan kemometri, unduh monografi ini.
