Yokkkk...Mengenal FTIR (Fourier Transform Infra Red)

Belajar Kimia - FT-IR singkatan dari Fourier Transform InfraRed, metode yang disukai spektroskopi inframerah. Dalam spektroskopi inframerah, radiasi IR dilewatkan melalui sampel. Beberapa radiasi inframerah diserap oleh sampel dan sebagian dilewatkan (ditransmisikan). Spektrum yang dihasilkan merupakan penyerapan dan transmisi molekul, menciptakan bekas  molekul dari sampel. Seperti sidik jari tidak ada dua struktur molekulkhas yang menghasilkan spektrum inframerah sama. Hal ini membuat spektroskopi inframerah berguna untuk beberapa jenis analisis. Jadi, informasi apa yang dapat disediakan FT-IR?

• Dapat mengidentifikasi material yang belum diketahui
• Dapat menentukan kualitas dari sampel
• Dapat menentukan jumlah komponen di dalam campuran

Transformasi Fourier inframerah spektroskopi lebih disukai daripada metode dispersive atau filter analisis spektral inframerah karena beberapa alasan:

• Teknik non-destruktif
• Menyediakan metode pengukuran tepat yang tidak memerlukan kalibrasi eksternal
• Meningkatkan kecepatan, menyecan hanya dalam beberapa detik
• Meningkatkan sensitifitas, scan pertama dan kedua dapat ditambah untuk rasio kebisingan acak
• mekanis sederhana dengan hanya satu bagian bergerak

Mengapa menggunakan FT-IR?

Fourier Transform Infrared (FT-IR) spektrometri dikembangkan dalam rangka mengatasi keterbatasan yang dihadapi dengan instrumen dispersi. Kesulitan utama adalah proses scanning lambat. Sebuah metode untuk mengukur semua frekuensi inframerah secara bersamaan, bukan secara individual, diperlukan. Sebuah solusi yang dikembangkan yang digunakan perangkat optik yang sangat sederhana disebut interferometer. interferometer menghasilkan sinyal unik yang memiliki semua frekuensi inframerah “dikodekan” ke dalamnya. Sinyal dapat diukur dengan sangat cepat, biasanya hanya dengan beberapa detik saja.

Proses Interferensi

Kebanyakan interferometer menggunakan beamsplitter yang mengambil sinar inframerah yang masuk dan membagi menjadi dua sinar. Satu sinar memantul dari cermin datar yang tetap. Sinar lain memantul dari cermin datar yang dapat bergerak pada jarak pendek dari beamsplitter. Dua sinar memantul dari masing-masing cermin dan direkombinasi ketika bertemu kembali di beamsplitter itu. Karena perjalanan satu garis dengan panjang tetap dan yang lainnya terus berubah sebagai cermin yang bergerak, sinyal yang keluar interferometer adalah hasil dari dua sinar “mengganggu” satu sama lain. Sinyal yang dihasilkan disebut interferogram yang memiliki sifat unik bahwa setiap titik data (fungsi dari posisi cermin yang bergerak) yang membentuk sinyal memiliki informasi tentang setiap frekuensi inframerah yang berasal dari sumber.

Ini berarti bahwa sebagai interferogram diukur, semua frekuensi sedang diukur secara bersamaan. Dengan demikian, hasil interferometer dalam pengukuran sangat cepat.

Karena analis memerlukan spektrum frekuensi (plot intensitas pada masing-masing frekuensi) untuk membuat identifikasi, sinyal interferogram diukur tidak dapat ditafsirkan secara langsung. Sebuah cara untuk “decoding” frekuensi individu diperlukan. Hal ini dapat dicapai melalui teknik matematika terkenal yang disebut transformasi Fourier. Transformasi ini dilakukan oleh komputer yang kemudian menyajikan pengguna dengan informasi spektral yang diinginkan untuk analisis.

Proses Analisis Sampel

Proses instrumental normal adalah sebagai berikut:

1.      Sumber : energi infra merah dipancarkan dari pijaran sumber benda hitam (black body). Sinar ini melewati celah yang mengontrol jumlah energi yang disampaikan kepada sampel (dan akhirnya untuk detektor).

2.      Interferometer : sinar memasuki interferometer dimana “encoding spektral” terjadi. Sinyal Interferogram yang dihasilkan kemudian keluar interferometer.

3.      Sampel : sinar memasuki ruang sampel dimana ditransmisikan  melalui atau terpantul dari permukaan sampel, tergantung pada jenis analisis yang dicapai. Di sinilah frekuensi energi tertentu, yang karakter unik dari sampel, diserap.

4.      Detector : sinar akhirnya lolos ke detektor untuk pengukuran akhir. Detektor yang digunakan secara khusus dirancang untuk mengukur sinyal interferogram khusus.

5.      Komputer : Sinyal yang diukur  didigitalkan dan dikirim ke komputer dimana transformasi Fourier terjadi. Spektrum inframerah terakhir ini kemudian dipresentasikan kepada pengguna untuk interpretasi dan setiap manipulasi lebih lanjut.

Proses Analisis Sampel

Karena harus ada skala relatif untuk intensitas penyerapan, background spectrum juga harus diukur. Biasanya pengukuran tanpa sampel dalam sinar. Hal ini dapat dibandingkan dengan pengukuran dengan sampel dalam berkas untuk menentukan”persentase transmisi”  hasil teknik ini dalam spektrum yang memiliki semua karakteristik instrumental dihapus.

Jadi, semua fitur spektral yang hadir secara ketat karena sampel. Sebuah pengukuran latar belakang tunggal dapat digunakan untuk pengukuran sampel banyak karena spektrum ini adalah karakteristik dari instrumen itu sendiri.

Layout Spektrometer Sederhana

 

Layout Spektrometer Sederhana

Keuntungan dari FT-IR

Beberapa keuntungan utama dari FT-IR selama teknik dispersif meliputi:

1.      Kecepatan : Karena semua frekuensi diukur secara simultan, pengukuran oleh FT-IR dilakukan dalam hitungan detik. Ini kadang-kadang disebut sebagai Advantage Felgett.

2.      Sensitifitas : Sensitivitas secara dramatis ditingkatkan dengan FT-IR karena berbagai alasan. Detektor bekerja jauh lebih sensitif, kemampuan optik jauh lebih tinggi (disebut sebagai Advantage Jacquinot) yang menghasilkan tingkat kebisingan yang jauh lebih rendah, dan proses scan cepat memungkinkan penambahan beberapa scan untuk mengurangi kebisingan pengukuran acak ke tingkat yang diinginkan (disebut sebagai sinyal rata-rata).

3.      Mekanikal yang sederhana : Cermin bergerak dalam interferometer bagian yang terus bergerak di instrumen. Dengan demikian, ada kemungkinan sangat sedikit kerusakan mekanisnya.

4.      Kalibrasi internal : Instrumen ini menggunakan laser HeNe sebagai panjang gelombang internal kalibrasi standar (disebut sebagai Advantage Connes). Instrumen ini mengkalibrasi otomatis dan tidak membutuhkan kalibrasi dari user.

Keunggulan ini, bersama dengan yang lain, membuat pengukuran yang dilakukan oleh FT-IR sangat akurat dan direproduksi. Dengan demikian, teknik yang sangat handal untuk identifikasi positif dari hampir setiap sampel. Manfaat sensitivitas memungkinkan identifikasi bahkan dalam konten terkecil. Hal ini membuat FT-IR menjadi alat bantu untuk pengendalian kualitas atau aplikasi jaminan kualitas, analisis dari konten yang tidak diketahui. Selain itu, sensitivitas dan akurasi detektor FT-IR, bersama dengan berbagai macam algoritma perangkat lunak, telah secara dramatis meningkatkan penggunaan praktis inframerah untuk analisis kuantitatif. metode kuantitatif dapat dengan mudah dikembangkan dan dikalibrasi dan dapat corporated ke dalam prosedur sederhana untuk analisis rutin.

Dengan demikian, teknik Fourier Transform Infrared (FT-IR) telah membawa keuntungan praktis yang signifikan untuk spektroskopi inframerah. Ini telah memungkinkan banyak pengembangan teknik sampling baru yang dirancang untuk mengatasi masalah yang menantang yang tidak mungkin dengan teknologi yang lebih tua. Hal ini membuat penggunaan analisis inframerah hampir tak terbatas.