Cтраница 3
Описанные выше свойства колебательного спектра воды позволяют построить следующую относительно простую схему исследования гидратной воды. При обнаружении ряда полос поглощения воды в области 3800 - 3000 см 1 необходимо прежде всего выяснить, вызваны ли они одним типом колебаний различным образом связанных молекул гидратной воды или разными типами колебаний одинаковым образом связанных молекул воды. [31]
![]() |
ИК-спектры поглощения воды в системе ацетонит-рил - вода - LiC104. [32] |
Зависимость волновых чисел обеих полос поглощения воды, связанной с ионами, от природы катиона подтверждает этот вывод. Чем больше эффективный заряд катиона, тем прочнее его связь с водой, что, в свою очередь, способствует образованию более прочной водородной связи по ОН-группам воды. [33]
Из этого рисунка следует, что дифференциальный спектр близок к спектру воды и что вклад воды в спектр таблетки значителен по всей ИК-области. При хранении на воздухе осушенной таблетки полосы поглощения воды практически полностью восстанавливаются. Из всех известных наполнителей сорбция влаги в наименьшей степени проявляется при использовании KRS-5 [7], но трудность его прессования не позволяет избежать искажающего влияния рассеивания излучения, и поэтому наиболее целесообразно применять легко прессующийся КВг. В этом случае в ИК-спектре угля появляется полоса поглощения СО2 при 2340 см 1, которая не связана с сорбцией его из атмосферы, так как выдерживание таблеток КВг с углем в токе СО2 не увеличивает интенсивность этой полосы. Очевидным источником СО2 являются частицы угля, дисперсирован-ного в КВг, которые выделяют СО2, сорбированный углем или образовавшийся при взаимодействии хемо-сорбированного кислорода с углем при нагревании таблетки. Потеря массы малометаморфизованных углей при нагреве до 200 - 280 С не превышает 6 - 7 % и резко уменьшается при повышении стадии метаморфизма. Адсорбентом, поглощающим выделяющиеся молекулы СОЬ является КВг, так как при нагревании таблетки КВг с карбонатом марганца, разлагающимся при нагревании с выделением СО2, зафиксирована полоса поглощения двуокиси углерода, идентичная по форме и положению с полосой СО3 в спектрах таблеток углей с КВг [4], На основе этих данных разработана методика получения неискаженных спектров углей. [34]
Наблюдающееся уменьшение интенсивности излучения обусловлено появлением полосы поглощения воды при 122 нм. [35]
Две другие молекулы вода ( н2ол) дятся от катионов на более далеком расстоянии ( ffco-o ( H2) 07 № - о ( нг) 4 05 А) и являются внешнесферными. Поэтому в области нго в спектре каждой из солей наблюдается удвоенная полоса поглощения воды с максимумами 1630 10 см 1 и 1660 5 см 1, подтверждая кристаллографическую неэквивалентность молекул воды. OH - Н - - - С1), а второй атом водорода направлен в точку наибольшей электронной плотности между двумя кислородными атомами двух внутрисферных молекул воды. Участие обеих связей О - Н вну-трисферных и внешнесферних молекул Н2 в разного типа Н - связях позволяет рассматривать колебания каждой лз связей молекул воды в отдельности. [36]
Измерение температур углеводородных и водородных пламен по излучению вблизи 6 67мкм ( соответствует полоса поглощения воды 6 27 мкм) производится, по-видимому, впервые. Использование этой полосы для целей пирометрии пламен обладает определенными достоинствами. Это наиболее длинноволновая полоса из достаточно интенсивных излучаемых пламенем. Для регистрации этого излучения можно еще использовать фотосопротивления ( например, соломистосвинцовые), что дает возможность изготовлять малоинерционные пирометры, в частности промышленные образцы, использующие излучение в этой области спектра. [37]
Автоматический контроль влажности порошков и паст в условиях технологических производств наиболее удобно осуществлять с помощью ИК-спектрофотометров, например, типа Берег [37, 42], основанных на измерении степени поглощения слоем анализируемой пробы световой энергии в ИК-области спектра. Спектральный состав ( длина волны) рабочего светового потока выбирается в области одной из полос поглощения воды, обычно это полосы поглощения при длинах волн 1 44 и 1 93 мкм. [38]
Мелоун и Флоурной [164] исследовали водно-спиртовые смеси. В работе Лоу и Янга [156] приведены данные о влиянии некоторых натриевых солей на полосу поглощения воды около 3500 см 1, полученные ими при анализе спектров отражения, зарегистрированных на Фурье-спектрометре. Использование этого спектрометра позволило измерять спектры поглощения систем с более низким содержанием воды, чем возможно в случае приборов обычного типа. [39]
Для анализа косметических продуктов имеются свои особые проблемы, так как очень немногие из косметических препаратов пригодны для их полного анализа по инфракрасным спектрам. Даже если использовать кюветы из нерастворимых флюорита или хлористого серебра или применять методы отражения, то полосы поглощения воды и спирта, содержащихся в очень большом количестве, все равно закроют большую часть спектра. Кроме воды и спирта, в состав косметических продуктов входят неорганические соединения, полимеры, глицерины и эмульгаторы, также усложняющие спектр. Для концентрирования интересующих компонентов косметического продукта могут быть использованы экстракционные и дистилляционные методы. Духи и одеколоны могут быть сконцентрированы довольно просто, путем добавления большого количества воды л экстрагирования петролейным эфиром. Это может вызвать небольшие потери растворимых в воде компонентов, но с экстрактом значительно легче работать, чем с исходным образцом. [40]
Спектры образцов в таблетках с КВг, приготовленных обычным способом, имеют, как указывалось, полосы поглощения воды. Однако, если растирание образца с КВг проводить под слоем жидкости, например четыреххлористого углерода, то полосы поглощения воды в спектре такой таблетки не появляются. Отсюда, вероятно, следует, что мешающие полосы возникают за счет воды, поглощаемой бромистым калием из атмосферы. Опыт с добавлением воды в КВг показал, что сама по себе вода не является причиной этих полос поглощения. При изготовлении таблетки угля с КВг по методу Дюри под слоем жидкости, содержащей 5 % воды ( 95 % - ный этиловый спирт), ложные полосы поглощения комплекса КВг-Н2О не появляются. Таким образом, одно лишь присутствие воды не является причиной возникновения этих полос. Поэтому полагают, что успех метода Дюри, возможно, обусловлен тем фактом, что покрывающая жидкость отводит тепло, выделяющееся при растирании порошка, от поверхности частиц КВг и тем самым предотвращает активированную адсорбцию молекул воды на поверхности частиц КВг. Однако вполне возможно также, что процесс адсорбции требует присутствия воды в парообразном состоянии. [41]
![]() |
Испускательная способность пирографита при различных температурах осаждения. [42] |
Температурная зависимость испускательной способности снималась через 2 мк, при этом пропускались те длины волн, на которые приходятся полосы поглощения воды или углекислоты. Температурная зависимость испускательной способности в ИК-области спектра сильно зависит от длины волны, при которой производятся измерения. [43]
Небольшая эффективная толщина образца, используемая в этом методе, определяет преимущества и недостатки метода НПВО. Преимуществом является то, что хорошие спектры могут быть получены во всем диапазоне работы призмы NaCl, за исключением окрестности полосы поглощения воды 3300 см-1. Недостатком является то, что для этого требуется очень концентрированные растворы, обычно до 20 % и более. [44]
В спектрах поглощения цеолитов типа фожазита проявляются полосы в областях 460, 580, двойная полоса 700 - 800 и широкое поглощение 1000 - 1200 см-1. Отнесение полос сложно в связи с тем, что наблюдаемые полосы являются комбинационными, кроме того на колебания кремний - ( алюминий) кислородных группировок накладываются полосы поглощения воды и ОН-групп, а при изучении цеолитов с поливалентными ионами тяжелых металлов в эту же область попадают колебания металл-кислород, например La-О. [45]