Entenda a FTIR, técnica chave na espectroscopia por infravermelho, que analisa características moleculares de materiais através de sua assinatura espectral e suas amplas aplicações em várias indústrias.
O Que É a Equação FTIR?
A sigla FTIR refere-se à Espectroscopia por Transformada de Fourier no Infravermelho, uma técnica analítica que é usada extensivamente para obter a assinatura espectral de uma amostra. Embora FTIR não seja uma equação diretamente relacionada à eletricidade e ao magnetismo, ainda assim, é uma ferramenta física importante para entender as características moleculares de material devido às suas transições vibracionais.
A técnica FTIR envolve a passagem de um feixe de luz infravermelho através de uma amostra, parte dessa luz é absorvida pela amostra e o restante é passado para um detector. A maneira como a luz é absorvida pode revelar muito sobre a própria amostra, pois cada tipo de ligação química tem características de absorção muito específicas no espectro infravermelho.
Em termos de uma “equação”, podemos descrever um aspecto fundamental do FTIR, que é a transformada de Fourier. A Transformada de Fourier é um método matemático usado para transformar um sinal de seu domínio original, como o tempo ou a distância, para o domínio da frequência. Na espectroscopia FTIR, a transformada de Fourier é usada para converter os dados de interferogramas obtidos (que podem ser plotados como intensidade versus deslocamento óptico) em um espectro de absorção (que é plotado como intensidade de absorção versus número de onda).
Como Funciona a FTIR?
Na espectroscopia FTIR, um feixe de luz infravermelho é dividido em dois caminhos: um viaja através da amostra e outro viaja um caminho de referência sem amostra. Esses dois feixes são re-combinados antes de chegar ao detector, criando um padrão de interferência baseado na diferença de caminho óptico entre os dois feixes. O detector mede a intensidade do feixe de luz ao longo do tempo, criando um sinal chamado de interferograma.
Os dados brutos do interferograma não são especiais por si só. No entanto, através da aplicação da transformada de Fourier, nós convertemos esses dados no espectro de absorção. Isso nos permite identificar as várias bandas de absorção que correspondem às vibrações das diferentes ligações químicas na amostra.
Qual a Fórmula da Transformada de Fourier no Contexto da FTIR?
A forma contínua da transformada de Fourier é geralmente expressa da seguinte forma:
\[ F(\nu) = \int_{-\infty}^{\infty} f(t) e^{-2\pi i \nu t} dt \]
Neste caso, \(F(\nu)\) é a transformada de Fourier de uma função de tempo \(f(t)\), onde \(t\) representa o tempo, \(\nu\) é a frequência e \(i\) é a unidade imaginária. A ideia é que esta transformada nos permite mudar de um sinal dependente do tempo para um espectro dependente da frequência.
Aplicações da FTIR
As aplicações da espectroscopia FTIR são vastas e tocam muitas áreas da ciência e da engenharia. Algumas das aplicações mais notáveis incluem:
- Análise de Polímeros: A FTIR é amplamente usada na indústria de polímeros para determinar a composição química e investigar a presença de impurezas ou aditivos em plásticos e borrachas.
- Investigação Farmacêutica: Na indústria farmacêutica, a FTIR é empregada para identificar compostos farmacêuticos e verificar a pureza dos produtos.
- Estudos Ambientais: A FTIR pode ser utilizada para identificar compostos orgânicos voláteis no ar, contribuindo para estudos sobre poluição atmosférica.
- Diagnóstico Médico: A técnica tem sido usada para identificar marcadores bioquímicos em amostras biológicas, o que pode ser útil para diagnóstico médico.
- Pesquisa em Química: A FTIR é uma ferramenta fundamental em laboratórios químicos para a caracterização de substâncias químicas, monitoramento de reações e análise de interações intermoleculares.
Em resumo, a FTIR é uma técnica essencial em diversas áreas de pesquisa e indústria, permitindo compreender as propriedades moleculares dos materiais e impulsionando o desenvolvimento de novos produtos e aplicações.