ESPECTROSCOPIA INFRARROJA: FUENTES

ESPECTROSCOPIA INFRARROJA: FUENTES

La instrumentación empleada en la espectroscopia de absorción en el IR requiere fuentes de radiación en el infrarrojo continuo y detectores sensibles a ese tipo de radiación.

Las fuentes comúnmente utilizadas en el infrarrojo se componen de un sólido no reaccionante, que es sometido a una corriente eléctrica para calentarse y poder alcanzar temperaturas de entre 1500 y 2000 K. si se aumenta la temperatura se incrementa mucho más la radiación de longitud de onda corta que la radiación de longitud de onda larga que es la que generalmente se usa. Una fracción de la radiación de longitud de onda corta encontrará su camino a través del monocromador como luz dispersa, ya que relativamente es más intensa. Por tal motivo, los haces de luz son cortados a una frecuencia baja (de 10 a 26 veces por segundo).

En los equipos instrumentales comercial es que se especializan en el IR se presentan tres tipos de fuentes:
1.- Fuente Globar
2.- Emisor de Nernst
3.- Fuente de filamento incandescente
También existe fuente de arco de mercurio, lámpara de tungsteno y el láser de dióxido de carbono.

1.- Fuente Globar
Es un varilla de carburo de silicio, de aproximadamente 50mm de longitud y 5mm de diámetro. Se calienta eléctricamente entre 1300 y 1500 K y tiene la ventaja de poseer un coeficiente de resistencia positivo. Por otro lado, es necesario enfriar los contactos eléctricos. Las energías espectrales del Globar y del emisor de Nernst son semejantes, excepto en la región inferior a 5 mm donde el Globar se distingue por tener mayor energía.

2.- El emisor de Nernst
Está constituida por óxidos de los lantánidos. Poseen forma cilíndrica con un diámetro de 1 a 2 mm y una longitud de unos 20 mm. Los extremos del cilindro están unidos a unos conductores de platino que permiten el paso de la electricidad, lo que permite alcanzar temperaturas comprendidas entre 1200 y 2200 K. Debe calentarse externamente hasta el rojo obscuro para que la corriente sea suficiente como para mantener la temperatura deseada. Debido a que la resistencia disminuye con el aumento de temperatura, el circuito de la fuente se ha diseñado para limitar la corriente, si no fuera así, la lámpara se calentaría tanto que se destruiría. 

3.- Filamento incandescente
Es una fuente de intensidad menos a las antes mencionadas, pero con la ventaja de tener una vida útil más larga.  Este es simplemente un alambre de níquel-cromo que se calienta por el paso de una corriente eléctrica.

Otras fuentes como el Arco de mercurio se utilizan para la región espectral del IR lejano ya que hay fuentes que no proporcionan la energía suficiente en este rango del espectro. La lámpara consiste de vapor de Hg en un tubo de cuarzo a presiones superiores a 1 atm que al hacerle pasar una corriente eléctrica se origina una fuente de plasma que emite radiación en el IR lejano.
La lámpara de tungsteno es solamente una lámpara con filamento de tungsteno ordinaria adecuada para la región del IR cercano.
El Laser de dióxido de carbono produce una banda de radiación en el intervalo de 900 a 1100 cm-1 que está constituida por unas 100 líneas discretas y poco espaciadas. El intervalo de longitudes de onda es estrecho, pero sin embargo, es muy útil ya que es particularmente rico en bandas de absorción. Permite la determinación de compuestos como el amoníaco, benceno, etanol, dióxido de nitrógeno y tricloroetileno. Es importante mencionar que la energía producida por el LASER es muy superior a la producida por las fuentes de cuerpo negro.

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