A absorção de radiações electromagnéticas por átomos ou moléculas exige que elas tenham energia apropriada e que haja um mecanismo de interação que permita a transferencia de energia. O mecanismo apropriado à excitação vibracional é proporcionado pela variação periódica de dipolos elétricos na molécula durante as vibrações; a transferencia de energia ocorre, então, por interação destes dipolos oscilatórios com o campo elétrico oscilatório da luz (radiação infravermelha) desde que a freqüência com que ambos variam seja a mesma.
As moléculas diatômicas homonucleares, como H2 , N2 , O2 , Cl2 ,etc., não têm dipolo elétrico, qualquer que seja a respectiva energia vibracional. Por isso, das moléculas diatômicas só as heteronucleares como HCl, CO, etc., têm espectros de absorção vibracional (espectro de infravermelho). No caso de moléculas poliatómicas sem dipolo elétrico, como por exemplo, CO2, há certas vibrações que produzem dipolos flutuantes; é o que se verifica com a flexão da molécula.
Em regra, a excitação de vibrações de flexão exige menor energia do que a de vibrações de distensão.
No espectro de infravermelho é habitual, em vez de representar absorbância como nos espectros de ultravioleta e visível, traçar a percentagem de luz transmitida em função do comprimento de onda (ou, vulgarmente, do n.º de ondas em cm-1).
Os espectros das moléculas poliatómicas são em geral bastante complicados. Torna-se, no entanto, possível atribuir certas bandas essencialmente a certos grupos de átomos na molécula. Por exemplo, os grupos -OH (álcoois), -NH2(aminas) e - CO (aldeídos e cetonas) dão origem a absorções características, respectivamente para :~2800ñm; ~2800,~ 6300 e 12000 nm ; 5400-5900 nm. Um ion CO32-dá origem a bandas em ~7000 e ~11500nm e um ion SO42- em ~9000 e ~15500 nm. A espectroscopia do infravermelho, é por isso, um poderoso meio de elucidação estrutura.
Espectrofotometro por Infravermelho Próximo (Near Infrared – NIR).
A técnica do infravermelho próximo é um método altamente eficiente para análises quantitativas e qualitativas.
A espectrofotometria infravermelho próximo oferece um método rápido de análise química que fornece, em segundos, resultados de múltiplas propriedades em amostras não preparadas.
A região espectral do infravermelho próximo é o segmento do espectro eletromagnético entre 800 a 2500nm, onde as amostras apresentam absorbância muito menor do que na tradicional região do infravermelho médio (aproximadamente um fator de 10 – 100).
| Espectro Eletromagnético | Faixa em (nanometros – nm) |
| Ultra Violeta | < 400 |
| Visível | 400 até 800 |
| Infravermelho Próximo | 800 até 2500 |
| Infravermelho | > 2500 |
Menor absorbância permite a radiação incidente NIR penetrar mesmo em amostras opacas sem a preparação prévia, modificação da matriz ou diluição.
A alta intensidade das bandas de absorção no infravermelho próximo pode ser encontrado nas moléculas que tem a banda X-H (onde X=C,N,O) e –C=O . Normalmente pode ser analisada para todos os componentes orgânicos e alguns inorgânicos pela tecnologia do infravermelho próximo.
O NIR é considerado um importante método e é largamente empregado em laboratórios no sistema at-line (próximo do processo) e on-line (controle em tempo real).
NIR é um dos métodos mais rápidos de análise química disponíveis para o laboratório, a industria ou para aplicações em processos.
As análises via NIR, baseiam-se em um software estatístico, o qual possibilita a identificação, qualificação e quantificação das amostras.
A capacidade universal do método de espectroscopia por infravermelho próximo estão baseados nos algoritmos estatísticos (quimiometria), na qual você pode estabilizar um correlação entre os espectros diferentes propriedades químicas e físicas.
A amostra é irradiada com a luz infravermelho próximo que é definida como comprimento de onda, onde é selecionada dependendo pelo sistema de análise.
Cada uma das tecnologias acima tem pontos fortes e fracos e somente serão usados em particulares aplicações para otimizar resultados.
| Espectros de absorção | Espectroscopia eletrónica (visível e ultravioleta) | Espectroscopia Vibracional (infravermelho) |