Promieniowanie podczerwone (ang. infrared IR) obejmuje zakres promieniowania elektromagnetycznego pomiędzy promieniowaniem widzialnym a mikrofalowym.

Podobne dokumenty
Spektrometria w bliskiej podczerwieni - zastosowanie w cukrownictwie. Radosław Gruska Politechnika Łódzka Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności

Ćwiczenie 3 ANALIZA JAKOŚCIOWA PALIW ZA POMOCĄ SPEKTROFOTOMETRII FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)

Spektroskopia w podczerwieni

Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni w jakościowej i ilościowej analizie organicznej

PODSTAWY METODY SPEKTROSKOPI W PODCZERWIENI ABSORPCJA, EMISJA

SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI - MOŻLIWOŚCI I ZASTOSOWANIA

Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych

PRODUKTY CHEMICZNE Ćwiczenie nr 3 Oznaczanie zawartości oksygenatów w paliwach metodą FTIR

Optyka. Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa

Fizykochemiczne metody w kryminalistyce. Wykład 7

Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni w analizie jakościowej i ilościowej. dr Alina Dubis Zakład Chemii Produktów Naturalnych Instytut Chemii UwB

Optyka. Optyka falowa (fizyczna) Optyka geometryczna Optyka nieliniowa Koherencja światła

DWUPASMOWY DZIELNIK WIĄZKI PROMIENIOWANIA OPTYCZNEGO

ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS

Fizyka elektryczność i magnetyzm

Spektroskopia molekularna. Spektroskopia w podczerwieni

spektroskopia IR i Ramana

Jan Drzymała ANALIZA INSTRUMENTALNA SPEKTROSKOPIA W ŚWIETLE WIDZIALNYM I PODCZERWONYM

Kryteria oceny jakości trzcinowego cukru surowego. dr inż. Maciej Wojtczak

POTWIERDZANIE TOŻSAMOSCI PRZY ZASTOSOWANIU RÓŻNYCH TECHNIK ANALITYCZNYCH

IR II. 12. Oznaczanie chloroformu w tetrachloroetylenie metodą spektrofotometrii w podczerwieni

Metody badań spektroskopowych

Różnice jakościowe cukrów buraczanych i trzcinowych. dr inż. Maciej Wojtczak

Spektroskopia FTIR w pomiarach spalin

Podczerwień bliska: cm -1 (0,7-2,5 µm) Podczerwień właściwa: cm -1 (2,5-14,3 µm) Podczerwień daleka: cm -1 (14,3-50 µm)

Laser z podwojeniem częstotliwości

Optyczna spektroskopia oscylacyjna. w badaniach powierzchni

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

m 1, m 2 - masy atomów tworzących wiązanie. Im

PL B1. Sposób pomiaru współczynnika załamania oraz charakterystyki dyspersyjnej, zwłaszcza cieczy. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL

Informacje uzyskiwane dzięki spektrometrii mas

Akademia Górniczo-Hutnicza Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Chemii Krzemianów i Związków Wielkocząsteczkowych

ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI

Badanie widm IR związków organicznych

Lekcja 81. Temat: Widma fal.

Ocena jakości cukru trzcinowego w kontekście reformy europejskiego rynku cukru. dr inż. Maciej Wojtczak

Spektroskopia Ramanowska

Reflekcyjno-absorpcyjna spektroskopia w podczerwieni RAIRS (IRRAS) Reflection-Absorption InfraRed Spectroscopy

Techniki analityczne. Podział technik analitycznych. Metody spektroskopowe. Spektroskopia elektronowa

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 39 ATOM WODORU. PROMIENIOWANIE. WIDMA TEST JEDNOKROTNEGO WYBORU

Ponadto, jeśli fala charakteryzuje się sferycznym czołem falowym, powyższy wzór można zapisać w następujący sposób:

Zakres wymagań przedmiotu Analiza instrumentalna

SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE

Ćw. 10 Techniki spektroskopii w podczerwieni w analizie ciał stałych

Spektroskopia. Spotkanie pierwsze. Prowadzący: Dr Barbara Gil

Laboratorium Optyki Falowej

Automatyczne sterowanie gotowaniem cukrzycy z zastosowaniem pomiaru masy kryształów metodą spektrometrii w bliskiej podczerwieni

PDF stworzony przez wersję demonstracyjną pdffactory

Spektroskopia ramanowska w badaniach powierzchni

Metody badania kosmosu

Techniczne podstawy promienników

Termowizja. Termografia. Termografia

Jak analizować widmo IR?

Termowizja. Termografia. Termografia

I.4 Promieniowanie rentgenowskie. Efekt Comptona. Otrzymywanie promieniowania X Pochłanianie X przez materię Efekt Comptona

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

Dekstran i mannitol jako wskaźniki degradacji buraków cukrowych

Szkoła Letnia STC Łódź 2013 Oznaczanie zabarwienia cukru białego, cukrów surowych i specjalnych w roztworze wodnym i metodą MOPS przy ph 7,0

Ćwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej

METODY SPEKTRALNE. dr hab. Włodzimierz Gałęzowski Wydział Chemii UAM Zakład Chemii Ogólnej (61)

Ćwiczenie 31. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna, prawa absorpcji, budowa i działanie. Wstęp

Falowa natura materii

IV. TEORIA (MODEL) BOHRA ATOMU (1913)

SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE

Widmo promieniowania

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie

ZADANIE 111 DOŚWIADCZENIE YOUNGA Z UŻYCIEM MIKROFAL

Przewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman

RFT-6000 Przystawka FT-Raman do spektrometru FT/IR-6300

Pomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła

Sylabus - Identyfikacja Związków Organicznych

Dr Piotr Sitarek. Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska

WYKORZYSTANIE SPEKTROSKOPII W PODCZERWIENI DO IDENTYFIKACJI WYROBÓW BUDOWLANYCH

Ćwiczenie 2 Przejawy wiązań wodorowych w spektroskopii IR i NMR

Analiza jednorodności składu skał wapiennych występujących na terenie Wyżyny Krakowsko- Częstochowskiej

10 czerwca 2016r., Warszawa

Spektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego

Podstawy Geomatyki Wykład VI Teledetekcja 1

Interferometr Macha-Zehndera. Zapis sinusoidalnej siatki dyfrakcyjnej i pomiar jej okresu przestrzennego.

Stałe : h=6, Js h= 4, eVs 1eV= J nie zależy

Ćwiczenie 5. Spektroskopia w podczerwieni w badaniu struktury biomakromolekuł

Continental Trade Sp. z o.o

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki

Problemy optyki falowej. Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła.

SPEKTROSKOPIA ATOMOWA ATOMOWA SPEKTROMETRIA ABSORPCYJNA ATOMOWA SPEKTROMETRIA EMISYJNA FLUORESCENCJA ATOMOWA ATOMOWA SPEKTROMETRIA MAS

Ćwiczenie: "Zagadnienia optyki"

Wykład 17: Optyka falowa cz.1.

Pracownia fizyczna dla szkół

MIKROSKOPIA ELEKTRONOWA. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Ćwiczenie BADANIE WIDM OPTYCZNYCH ZA POMOCĄ SPEKTROMETRU O 9 O 12 Instrukcja dla studenta

Optyka instrumentalna

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.

Ćwiczenie 12/13. Komputerowy hologram Fouriera. Wprowadzenie teoretyczne

BADANIE I ACHROMATYZACJA PRĄŻKÓW INTERFERENCYJNYCH TWORZONYCH ZA POMOCĄ ZWIERCIADŁA LLOYDA

SPEKTROSKOPIA SPEKTROMETRIA

Natura światła. W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton

Aparatura w absorpcyjnej spektrometrii atomowej

STABILNOŚĆ TERMICZNA SPOIW POLIAKRYLANOWYCH NA PRZYKŁADZIE SOLI SODOWEJ KOPOLIMERU KWAS MALEINOWY-KWAS AKRYLOWY

WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ

Agrofi k zy a Wyk Wy ł k ad V Marek Kasprowicz

Transkrypt:

Próby identyfikacji białego cukru buraczanego i trzcinowego dr inż. Maciej Wojtczak

Promieniowanie podczerwone Promieniowanie podczerwone (ang. infrared IR) obejmuje zakres promieniowania elektromagnetycznego pomiędzy promieniowaniem widzialnym a mikrofalowym. 0,001 nm 1 nm 380 nm 780 nm 30x10 6 nm Promieniowanie IR można podzielić na: podczerwień bliską (ang. near infrared NIR); podczerwień podstawową, właściwą (ang. mid infrared MIR); podczerwień daleką (ang. far infrared FIR).

Promieniowanie podczerwone Nazwa Liczba falowa v [cm -1 ] Długość fali λ [µm] near infrared NIR 12500 4000 0,8 2,5 mid infrared MIR 4000 400 2,5 25 far infrared FIR 400 20 25 500

Spektroskopia w podczerwieni Jest obecnie jedną z najważniejszych technik analitycznych. Spektrometry podczerwieni były dostępne na rynku już od 1940 r. W tym czasie spektrometry były wyposażone w pryzmaty. Właściwy rozwój tej metody nastąpił w połowie lat 50-tych, kiedy to pryzmaty zastąpiono przez siatki dyfrakcyjne. Jednak najbardziej znaczące postępy w spektroskopii w podczerwieni nastąpiły z momentem wprowadzenia spektrometrów z transformacją Fouriera w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku.

Transformacja Fouriera Istotą spektroskopii w bliskiej podczerwieni z transformacją Fouriera jest interferencja wiązek promieniowania. Prowadzi to do powstania interferogramu, który jest następnie przekształcany za pomocą transformacji Fouriera w widmo podczerwieni.

Interferogram Podczas ciągłego przesuwania się lustra skanującego następuje zapis promieniowania i nosi on nazwę interferogramu. Jest on funkcją różnicy długości drogi optycznej ( x) wiązek A i B w interferometrze, czyli jest widmem w domenie długości. Natomiast widmo IR przedstawia zależność pochłanianej energii od częstości (w cm -1 ) promieniowania, jest więc widmem zapisanym w domenie częstości. Transformacja Fouriera, przeprowadzana za pomocą komputera, umożliwia zamianę tych domen funkcji i uzyskanie zależności energii wiązki od częstości promieniowania.

Widmo w podczerwieni Widmo w podczerwieni jest charakterystyczne dla całej cząsteczki. Stosunkowo wąskie zakresy częstości (liczb falowych v) są odpowiednie dla określonych grup atomów bez względu na budowę reszty cząsteczki. Dzięki temu spektroskopia w podczerwieni jest wykorzystywana do identyfikacji grup funkcyjnych i związków.

Widmo w podczerwieni

Rejestracja widm refleksyjnych

Rejestracja widm transmisyjnych

Zastosowanie spektrometrii w bliskiej podczerwieni FT-NIR do rozróżniania cukrów.

Analiza jakościowa widm refleksyjnych Nazwa grupy Kod Ilość widm WR Buraczane cukry białe BWS 182 Buraczane cukry surowe BRS 9 Trzcinowe cukry białe CWS 53 Trzcinowe cukry surowe CRS 406 Trzcinowe cukry złote CGS 33 Trzcinowe cukry brązowe CBS 56 12

Ekran programu TQ Analyst

Zastosowanie widm refleksyjnych FT-NIR do identyfikacji pochodzenia cukru białego

Zastosowanie widm refleksyjnych FT-NIR do identyfikacji pochodzenia cukru białego Wynik analizy jakościowej na podstawie I pochodnej widm refleksyjnych

Zastosowanie widm refleksyjnych FT-NIR do identyfikacji pochodzenia cukru białego Wynik analizy jakościowej na podstawie II pochodnej widm refleksyjnych

Podsumowanie widm refleksyjnych cukrów białych Analiza Distance match segreguje widma do odpowiednich grup. Wykazano, że widma refleksyjne kryształów cukrów białych słabo nadają się do identyfikacji pochodzenia cukru (aż 34% widm zostało źle skategoryzowanych). Przeprowadzenie widm w ich I i II pochodną dało dużo gorsze rezultaty (odpowiednio 68 i 67,5% standardów było źle sklasyfikowanych).

Analiza jakościowa widm transmisyjnych Nazwa grupy Kod Ilość widm WT Buraczane cukry białe BWS 68 Trzcinowe cukry białe CWS 41 Trzcinowe cukry surowe CRS 65 Trzcinowe cukry złote CGS 23 Trzcinowe cukry brązowe CBS 59 18

Identyfikacja pochodzenia cukrów na podstawie widm transmisyjnych sączonych roztworów cukrów

Identyfikacja pochodzenia cukrów na podstawie widm transmisyjnych sączonych roztworów cukrów, po zastosowaniu I pochodnej widm

Identyfikacja pochodzenia cukrów na podstawie widm transmisyjnych sączonych roztworów cukrów, po zastosowaniu II pochodnej widm

Identyfikacja pochodzenia cukrów na podstawie widm transmisyjnych niesączonych roztworów cukrów

Identyfikacja pochodzenia cukrów na podstawie widm transmisyjnych niesączonych roztworów cukrów, po zastosowaniu I pochodnej widm

Identyfikacja pochodzenia cukrów na podstawie widm transmisyjnych niesączonych roztworów cukrów, po zastosowaniu II pochodnej widm

Podsumowanie Procentowa klasyfikacja widm do odpowiednich grup przedstawia się lepiej w przypadku korzystania z widm transmisyjnych 82% - bez pochodnej, 89% - I pochodna, 96% - II pochodna, aniżeli widm refleksyjnych bez pochodnej 77%, I pochodna 32 % i II pochodna 32,5%.

Podsumowanie Klasyfikacja widm transmisyjnych FT-NIR roztworów cukrów białych do odpowiednich grup (trzcinowych lub buraczanych) procentowo lepiej się przedstawia w przypadku korzystania z widm transmisyjnych roztworów sączonych (89 % - I pochodna, 96 % - II pochodna), niż roztworów niesączonych (I pochodna 81 % i II pochodna 77 %).

Podsumowanie Do rozróżniania pochodzenia cukrów białych najlepiej nadaje się Analiza Distance match oparta na klasyfikacji cukrów białych na podstawie widm transmisyjnych sączonych roztworów cukrów, po zastosowaniu II pochodnej widm. Dobrze sklasyfikowano aż 96 % standardów.