Spectroscopie infrarouge mode transmission et mode ATR

[invited137bac9]

bonjour!

je suis en 3e année de pharmacie et je viens de finir mes TP sur le conditionnement primaire du médicament, étude mené sur le PVC, identification, dosage etc.

pour l'identification des composés de mes différents blister, nous avons donc utilisé l'IRTF en mode transmission et en mode ATR.

seulement je n'est pas tout compris!

mode transmission :
on envoie un faisceau de différentes longueurs d'ondes sur l'échantillon et on mesure l'intensité transmise, on obtient ainsi un spectrogramme de la transmission en fonction de la longueur d'onde, on identifie alors les différentes liaisons.
on parle de frange d'interférence.mon binôme s'est chargé de cette partie mais ne peut pas me l'expliquer, je ne sais mm pas si ces franges sont sur le mm spectrogramme...en comptant ces interférences dans une plage de longueur d'onde on a accès à l'indice de réfraction du composé. (L=N(2n(nu1-nu2)). je ne comprends pas ce principe.d'où viennent ces interférences?

mode ATR :
apparemment un faisceau se reflète sur un miroir mobile et un fixe (je ne connais pas le chemin exacte du faisceau et je ne trouve pas de shéma) pour traverser un diamant (dans quel but?avoir un faisceau le plus fin possible?) qui est en contact avec mon échantillon (PVC) puis le faisceau réfléchi est analysé. je me souviens que la prof nous disais que le faisceau dans l'échantillon subissait aussi une reflexion avant de sortir de l'échantillon.
on obtiens donc également un spectrogramme absorbance en fonction de la longueur d'onde, avec lequel on pourrait aussi déterminé les liaisons caractéristiques.

en gros, l'atr n'analyse que les couches superficielles alors que le mode transmission fait toute l'épaisseur?
ai-je bien compris les deux méthodes?

désolée pour ce long texte
merci à vous!
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[HarleyApril]

bonjour

en fait c'est de l'optique et ce serait mieux en physique ...

pour qu'il y ait interférence, il faut avoir deux faisceaux cohérents
usuellement, on divise un faisceau en deux


pour l'ATR, toute l'optique interne a pour but d'avoir un rayon lumineux avec des longeurs d'ondes variables
l'échantillon est déposé sur un diamant (ou un autre cristal) et le faisceau IR va se réfléchir dessus
il y aura certaines longueurs d'ondes qui seront absorbées (comme en transmission) qui correspondent à des fréquences auxquelles vibrent les liaisons de la molécule de ton échantillon

cordialement

[Amethyste]

mode transmission

Pour la théorie, va voir la loi de Beer Lambert.
Normalement aucun phénomène d'interférence n'intervient la dedans. Mais pas toujours.

Il existe (ou existait) une mesure que je montrai à mes client de l'épaisseur d'un film en polymère à partir d'un spectre IR. Si le film n'est pas trop épais alors on voit apparaître sur le spectre une série de sinusoïdes dont la fréquence peut être liée à l'épaisseur du film.
C'est du à un phénomène d'interférence du faisceau incident et réfléchit sur les parois du film. Le forum physique devrait t'aider à modéliser cela.

ATR

Diamant certes, mais le plus souvent ZnSe qui est moins couteux.
On rencontre aussi des cristaux de silicium ou de germanium (ils sont transparents dans le moyen infra rouge)
Le terme ATR signifie: Attenuated Total Reflexion


Tout est dit la dedans.

Le principe est celui de la réflexion totale du faisceau IR sur les parois du cristal dans lequel il circule.

Réflexion totale ai je dis?
En fait (mais la aussi va voir le forum physique pour les explications) une onde s'établit sur l'interface entre le cristal et la solution posée dessus.
Cette onde interfère localement avec le faisceau incident, c'est ce qui rend compte de la réflexion.

Mais cette onde existe dans la solution et donc absorbe selon la loi de Beer Lambert d'où le spectre que tu observes en IR.

Quel est l'intérêt de l'ATR sur la transmission?

En transmission tu dois traverser l'intégralité de la cuve. Dans des milieux comme l'eau l'absorption en IR est énorme et le spectre est vite entièrement illisible.

En ATR l'intensité de la radiation décroit très vite (de façon exponentielle). L'épaisseur utile apparente est donc très faible (inférieure au micron, mais j'ai plus les chiffres en tête). On peut donc plus facilement faire des spectres IR de solution aqueuse ou de produits purs.

L'intensité de l'onde atténuée dépend de la longueur d'onde, mais de façon linéaire.
c'est pour cela qu'un spectre ATR, comparé à un spectre de transmission, voit ses bandes décroitre (je ne sais plus dans quel sens). Mais la décroissance est linéaire en longueur d'onde et donc un spectre ATR peut tout à fait servir de base à l''application de la loi de beer lambert

certains logiciels de spectromètre savent d'ailleurs faire la correction.


voilà, j'espère t'avoir aidé à clarifier les choses

[Amethyste]

j'ai pas répondu à un point de ton message

"apparemment un faisceau se reflète sur un miroir mobile et un fixe (je ne connais pas le chemin exacte du faisceau et je ne trouve pas de shéma) pour "

Je pense que le spectromètre utilisé est un IRFT, c'est à dire un spectromètre à transformée de Fourier. Le montage le plus fréquent est le montage de Michelson avec donc un miroir mobile.
Ne te préocupe pas de cela, ça n'a aucune incidence sur tes spectres, c'est juste l'optique de l'appareil.

En IR la majorité des spectromètres sont des IRFT (infra red Fourier Transform).
La marque est probablement: Unicam, Mattson, PE, Nicolet, Biorad ou Bruker
Ce sont les fournisseurs les plus présents en France encore que les deux premiers n'existent plus.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitedba13ee7]

Bonsoir,
J’ai une suggestion pour vous puisque tu es un étudiant en 3ème année pharmacie :
Il y a un site web qui offre l’analyse des spectres infrarouges gratuitement.
Il suffit de remplir un formulaire puis cliquer sur « start »
Voici le site web : belmo.3web.me « cliquer sur français pour basculer vers les pages françaises »
merci