Accesorio ATR. Principios del método

Accesorio ATR

El ATR (Attenuated Total Reflection) es una técnica de muestreo utilizada en el IR, la cual se produce cuando una radiación infrarroja entra en un cristal ATR transmisor y de alto índice de refracción. El cristal está diseñado para permitir una reflexión interna total que crea una onda evanescente sobre la superficie del cristal. Esta onda se extiende a la muestra que se mantiene en contacto íntimo con el cristal, registrándose el espectro de infrarrojo del analíto.

La espectroscopia de reflexión interna es una técnica que permite la obtención de espectros de infrarrojo de muestras que presentan alguna dificultad, como sólidos de limitada solubilidad, películas, fibras, pastas, adhesivos y polvos.

Principios del Método.

Cuando un haz de radiación pasa de un medio más denso a uno menos denso, se produce una reflexión. La fracción del haz incidente que se refleja es mayor a media de que aumenta el ángulo de incidencia. Teórica y experimentalmente se ha demostrado que durante el proceso de reflexión el haz se comporta como si penetrase una cierta distancia en el medio menos denso antes de reflejarse. La profundidad de penetración que puede variar desde una fracción de longitud de onda a varias longitudes de onda, depende la longitud de onda de la radiación incidente, del índice de refracción de los materiales y del ángulo que forma el haz incidente con la interfase. La radiación que penetra se denomina onda evanescente. Si el medio menos denso absorbe la radiación evanescente, se produce una atenuación del haz de las longitudes de onda de las bandas de absorción. Este fenómeno se conoce como reflectancia total atenuada (ATR).

Instrumentación.

La figura muestra un aparato para las mediciones de la reflectancia total atenuada. Como se puede apreciar en la figura superior, la muestra se coloca sobre las caras opuestas de un material cristalino transparente con un alto índice de refracción; a menudo se emplea una mezcla cristalina de bromuro de talio/yoduro de talio, y también placas de seleniuro de germanio y zinc. Ajustando adecuadamente el ángulo incidente, la radiación experimenta múltiples reflexiones internas antes de pasar del cristal al detector. En cada una de estas reflexiones tiene lugar la absorción y atenuación. También se muestra un esquema de la óptica de un adaptador, que se sitúa en el compartimiento de las cubetas de la mayoría de los espectrómetros de IR y que permite las medidas de la reflectancia total atenuada.

Espectros de reflectancia total atenuada.

Los espectros de reflectancia total atenuada son similares pero no idénticos a los espectros de absorción ordinarios. En general se observan los mismos picos pero sus intensidades relativas son distintas. Las absorbancias, aunque dependen de ángulo de incidencia son independientes del espesor de la muestra, debido a que la radiación solo penetra unos micrómetros de la muestra. Una de las mayores ventajas de la espectroscopia de relfectancia atenuada es que con una mínima preparación se pueden obtener fácilmente los espectros de absorción de una gran variedad de tipos de muestra. Se pueden estudiar fibras, hilos y tejidos comprimiendo la muestra sobre el cristal denso. De una forma semejante su pueden manipular pastas, polvos o suspensiones. También se pueden analizar disoluciones acuosas siempre que el cristal sea insoluble en agua. Cuando se trata de muestras liquidas, se introduce al cristal ATR en el líquido. La espectroscopia de reflectancia total atenuada se ha aplicado amuchas sustancias como polímeros, gomas y potros sólidos

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