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Qu'est ce que la spectroscopie Infrarouge?

La spectroscopie infrarouge (IR) repose sur le principe que la plupart des molécules absorbent la lumière dans la région de l'infrarouge du spectre électromagnétique et convertissant en vibration moléculaire. Cette absorption correspond spécifiquement aux liaisons présentes dans la molécule. Avec un spectromètre, cette absorption du rayonnement infrarouge par le matériau de l'échantillon est mesurée en fonction de la longueur d'onde (sous la forme de nombres d'onde, typiquement de 4000 à 600 cm-1).

Le résultat est un spectre qui donne une "empreinte moléculaire" distinctive qui peut être utilisée pour visualiser et identifier des échantillons organiques et inorganiques.

ATR spectrum polycarbonate

Qu'est-ce que la Spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (IRTF)?

Au lieu d'irradier séquentiellement l'échantillon avec différentes longueurs d'onde (spectroscopie dispersive), l'IRTF permet de collecter toutes les données spectrales en une seule fois.

Pour cela, vous avez besoin d’une source de lumière continue sur une large gamme de longueurs d’onde de l'infrarouge.

La lumière infrarouge traverse un Interféromètre et est ensuite dirigée vers l'échantillon.

Cela donne un interférogramme, le signal brut, qui représente l'intensité de la lumière en fonction de la position du miroir. Ce signal doit être traité à l'aide de la transformée de Fourier (FT) pour produire le tracé plus familier de l’intensité Infrarouge par rapport au nombre d’ondes. D'où le nom «FT-IR» ou FTIR.

Pourquoi utiliser l'IRTF ?

L’acquisition des spectres IRTF n’est pas seulement beaucoup plus rapide que celle obtenue avec des instruments dispersifs classiques mais les spectres montrent un rapport signal sur bruit significativement plus élevé et, comme l'échelle de longueur d'onde est calibrée avec un laser très précis, les spectres obtenus ont une précision de longueur d'onde bien supérieure.

Comment mesurer avec la spectroscopie IRTF ?

Cela dépend de l'échantillon à analyser. Classiquement, un échantillon solide est broyé avec du bromure de potassium transparent (KBr) et pressé en forme de pastille, ou préparer en fine lame et placé entre deux fenêtres KBr, tandis que les liquides sont mesurés directement ou dilués avec un solvant transparent dans l’IR, par ex. CCl4

À présent, cette préparation laborieuse est remplacée par la technique ATR, une technique généralement non destructive et adaptée à l'analyse des solides et des liquides sans modification.

Qu'est ce l'ATR ?

ATR signifie Réflexion Totale Atténuée et est devenu la technique de référence pour la mesure de spectre IRTF. La lumière infrarouge traverse un cristal d'un certain matériau (diamant, ZnSe ou germanium) et interagit avec l'échantillon, qui est pressé sur le cristal.

On obtient ainsi un spectre qui présente toutes les caractéristiques spécifiques de la substance néanmoins le rapport d'intensité des bandes d'absorption observées peut différer du spectre de transmission traditionnel en raison d'effets physiques.

Ci-dessous une série de vidéos éducatives, décrivant étape par étape la façon de mesurer les spectres IRTF et d’évaluer les données obtenues.