13.17 : Espectroscopia infrarroja de reflectancia total atenuada (ATR): descripción general

La espectroscopia infrarroja de reflectancia total atenuada (ATR) es una poderosa técnica analítica que se utiliza para estudiar la composición de los materiales. Se emplea ampliamente en química, ciencia de los materiales, ciencia forense y otros campos donde se requiere la caracterización de muestras. La ATR tiene varias ventajas sobre la espectroscopia infrarroja de transmisión tradicional, incluido el requisito de poca o ninguna preparación de la muestra y la capacidad de analizar una amplia gama de muestras.

El proceso ATR comienza dirigiendo un haz de radiación infrarroja sobre un cristal de diamante o germanio. El alto índice de refracción conduce a la reflexión interna total del haz dentro del cristal ATR. Cuando el haz golpea la interfaz entre el cristal de alto índice de refracción y la muestra de índice de refracción más bajo, se genera una onda evanescente que se extiende más allá de la superficie del cristal hacia la muestra. A medida que la onda evanescente interactúa con la muestra, se absorbe parte de la energía de la onda. La profundidad a la que esta onda penetra en la muestra depende de la longitud de onda de la luz incidente, del ángulo de incidencia y de los índices de refracción del cristal y de la muestra. La energía absorbida corresponde a las frecuencias vibratorias de las moléculas de la muestra, lo que crea un espectro de absorción único. Cada molécula tiene una combinación única de vibraciones de enlace y absorbe la radiación IR en longitudes de onda únicas. Comparar el espectro de absorción de la muestra con espectros conocidos ayuda a identificar la composición molecular de la muestra.