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O que é FTIR (Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier)

Introdução

A espectroscopia é um ramo da ciência que estuda a absorção de luz (radiação visível) por compostos orgânicos e inorgânicos para gerar um espectro de absorção. A Análise de Radiação Infravermelha (IR) é um método de espectroscopia específico a reações químicas IR. A Transformada de Fourier de Radiação Infravermelha (FTIR) é um tipo de análise IR que usa radiação infravermelha para registar movimentos moleculares via programas computacionais. Usa uma fórmula chamada Transformada de Fourier e um esquema de conversão chamado Interferómetro de Michelson.

História

Os primeiros instrumentos IR analisavam espectros de compostos na faixa limitada de 600 a 4000 comprimentos de onda; porém, muitos compostos orgânicos produzem comprimentos de onda superiores. Além disso, a análise tradicional só detectava substâncias sólidas porque a água é normalmente absorvida na análise IR tradicional. O advento de procedimentos baseados em computador e FTIR tornou isto possível através de processo excecionalmente rápido. Pode analisar muitas soluções simultaneamente, aplicável a múltiplos ensaios. Detecta vestígios mínimos de substância, medindo concentrações muito fracas, e mede soluções contendo moléculas de água.

Análise FTIR

FTIR é a tecnologia mais recente usando IR em análise quantitativa. Usada por químicos orgânicos para determinar componentes de compostos orgânicos. A maioria revela o seu componente distintivo quando exposta a radiação infravermelha. O componente revelado emite energia (comprimento de onda) representada por um gráfico chamado espetro.

Vantagens do FTIR

• Dados armazenados digitalmente no computador, acesso fácil a qualquer momento.
• Capacidade de adicionar ou subtrair espetro da solução, facilitando a obtenção do espetro individual de cada componente.
• Espectrómetros FTIR são rápidos, fáceis de usar e fornecem resultados precisos comparados a outros tipos.

Características Técnicas

A Transformada de Fourier é uma equação matemática que converte o sinal espectral realizado por computador do domínio do tempo para o domínio da frequência. O seu mecanismo baseia-se na modulação do Interferómetro de Michelson.

• Domínio do tempo: método espectroscópico que usa variação de alta potência; não há transdutor ótico que tolere tais frequências.
• Interferómetro de Michelson: modula as altas frequências do domínio do tempo para produzir frequências baixas e mensuráveis.

Significado

FTIR analisa muitas substâncias simultaneamente (múltiplos ensaios). Detecta vestígios mínimos. Análise tradicional só detecta substâncias de alta concentração. FTIR mede soluções com moléculas de água (a água é absorvida na IR tradicional).

Registo do Espectro

O espectro é o gráfico que mostra movimento de compostos em reação com radiação infravermelha. O movimento é uma vibração, resultando em emissão de energia medida em comprimento de onda ou números de onda. O espetro de absorção é um gráfico de comprimento de onda vs. feixe de radiação.

Princípio do FTIR

Para identificar componente de certos compostos, expõem-se a alta energia como Radiação Infravermelha (IR). A reação resulta em emissão de energia mostrando reações moleculares, automaticamente plotadas num gráfico por programas embutidos em instrumentos espectroscópicos. Usando o gráfico gerado, químicos orgânicos analisam o traçado e detetam picos distintivos atribuíveis aos componentes do composto.

Exemplo: gráfico mostra dois picos distintos; após análise, um corresponde a Hidrogénio (H) e outro a Oxigénio (O₂) — logo, é H₂O ou molécula de água. Moléculas que reagem com IR exibem sempre o mesmo pico distintivo de energia, podendo ser facilmente identificadas no gráfico.