Anvendt spektroskopi

Anvendt spektroskopi er anvendelsen af ​​forskellige spektroskopiske metoder til påvisning og identifikation af forskellige elementer / forbindelser i at løse problemer inden for retsvidenskab, medicin, olieindustrien, atmosfærisk kemi, farmakologi mv

Spektroskopiske metoder

En almindelig fremgangsmåde til spektroskopisk analyse Fouriertransformation infrarød spektroskopi, hvor kemiske bindinger kan påvises gennem deres karakteristiske infrarøde absorption frekvenser eller bølgelængder. Disse absorptionskarakteristika gør infrarøde analysatorer et uvurderligt værktøj i geoscience, miljøvidenskab, og atmosfærisk videnskab. For eksempel har atmosfærisk overvågning gas blevet fremmet af udviklingen af ​​kommercielt tilgængelige gas analysatorer, der kan skelne mellem kuldioxid, metan, kulilte, oxygen og nitrogenoxid.

UV-spektroskopi anvendes, hvor stærk absorption af ultraviolet stråling forekommer i et stof. Sådanne grupper er kendt som chromoforer og indbefatter aromatiske grupper, konjugeret system med obligationer, carbonylgrupper og så videre. kernemagnetisk resonans spektroskopi registrerer brintatomer i bestemte miljøer, og supplerer både IR- og UV-spektroskopi. Anvendelsen af ​​Raman spektroskopi vokser for mere specialiserede anvendelser.

Der er også afledte fremgangsmåder såsom infrarød mikroskopi, som giver meget små områder, der skal analyseres i et optisk mikroskop.

En metode til grundstofanalyse, der er vigtig i retsmedicinsk analyse er energi-dispersiv røntgenspektroskopi udføres i miljøet scanningselektronmikroskop. Fremgangsmåden involverer analyse af tilbagekastet røntgenstråler fra prøven som et resultat af interaktion med elektronstråle. Automatiseret energi-dispersiv røntgenspektroskopi yderligere anvendes i en række af automatiserede mineralogi kvantitative mineral, identifikation og stoflige kortlægning.

Prøveforberedelse

I alle tre spektroskopiske metoder, prøven skal normalt være til stede i opløsning, hvilket kan give problemer under retsmedicinsk undersøgelse, fordi den nødvendigvis indebærer prøveudtagning faststof fra objektet, der skal undersøges.

I FTIR, kan tre typer prøver analyseres: løsning, pulver eller film. En fast film er den nemmeste og mest ligetil prøvetype at teste.

Analyse af polymerer

Mange polymer nedbrydningsmekanismer kan følges ved hjælp af infrarød spektroskopi, såsom UV-nedbrydning og oxidering, blandt mange andre fejltilstande.

UV-nedbrydning

Mange polymerer angrebet af UV-stråling på sårbare punkter i deres kæde strukturer. Således lider alvorlig polypropylen revnedannelse i sollys medmindre der tilsættes antioxidanter. Den angrebspunkt forekommer ved tertiært carbonatom til stede i hver gentagelsesenhed, der forårsager oxidation og endelig kædebrud. Polyethylen er også modtagelige for UV-nedbrydning, især de varianter, der er forgrenede polymerer, såsom LDPE. Branche punkter er tertiære kulstofatomer, så polymernedbrydning begynder der og resultater i kæde spaltning, og sprødhed. I vist til venstre eksempel blev carbonylgrupper let påvises ved IR-spektroskopi fra en støbt tynd film. Produktet var en vej kegle, der havde krakket i tjeneste, og mange lignende kogler mislykkedes også fordi en anti-UV-additiv ikke var blevet brugt.

Oxidation

Polymerer er modtagelige for angreb af atmosfærisk oxygen, især ved forhøjede temperaturer, der forekommer under forarbejdningen at forme. Mange procesmetoder såsom ekstrudering og sprøjtestøbning involverer pumpning af smeltet polymer til redskaber, og de høje temperaturer, der er nødvendige for at smelte kan resultere i oxidation medmindre der tages forholdsregler. For eksempel, en underarm krykke pludselig knækkede og brugeren blev alvorligt kvæstet i den resulterende efteråret. Den krykke havde brækket på tværs af en insert polypropylen inden aluminiumsrøret af enheden, og infrarød spektroskopi af materialet viste, at det var oxideret, muligvis som følge af en dårlig støbning.

Oxidation er normalt forholdsvis let at opdage, på grund af den stærke binding af carbonylgruppen i spektret af polyolefiner. Polypropylen har en forholdsvis enkel spektrum, med få toppe ved carbonylgruppen position. Oxidation tendens til at starte på tertiære kulstofatomer, fordi frie radikaler her er mere stabile, så holder længere og bliver angrebet af ilt. Carbonylgruppen kan oxideres yderligere til at bryde kæden, så at svække materialet ved at sænke molekylvægten, og revner begynder at vokse i de berørte områder.

Ozonolyse

Reaktionen finder sted mellem dobbeltbindinger og ozon er kendt som ozonolyse, når et molekyle af gassen reagerer med dobbeltbindingen:

Det umiddelbare resultat er dannelsen af ​​et ozonid, som derefter nedbrydes hurtigt, således at dobbeltbindingen spaltes. Dette er det afgørende skridt i kæden knækker, når polymerer bliver angrebet. Styrken af ​​polymerer afhænger kædemolekylvægt eller polymerisationsgrad: Jo højere kædelængden jo større mekanisk styrke. Ved spaltning kæden, molekylvægten falder hurtigt, og der kommer et punkt, hvor det har lidt styrke overhovedet, og en revne former. Yderligere angreb forekommer i de frisk eksponerede crack overflader og revnen vokser støt, indtil den fuldfører en kreds, og produktet skiller eller ikke. I tilfælde af en plombe eller et rør, forekommer svigt, når indretningens væg gennemtrænges.

De carbonyl endegrupper, der dannes som regel aldehyder eller ketoner, der kan ilter yderligere til carboxylsyrer. Nettoresultatet er en høj koncentration af elementært oxygen på crack overflader, som kan detekteres ved anvendelse af energi-dispersiv røntgenspektroskopi i miljøet SEM eller ESEM. Spektret til venstre viser den høje oxygen peak sammenlignet med en konstant svovl top. Spektret til højre viser den upåvirkede elastomeroverfladen spektrum, med en relativt lav oxygen peak sammenlignet med toppen svovl. De spektre blev opnået under en undersøgelse ozon krakning af membran sæler i en semi-leder fabrikation fabrik.

  0   0
Forrige artikel Demiurgen Studios
Næste artikel Bjørn Flag Monument

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha