OBȚINEREA DIFERITELOR MATERIALE, SUB FORMĂ DE STRATURI

SUBȚIRI, PRIN TEHNICA PULVERIZĂRII PRIN PIROLIZĂ (SPD)

Tehnica de depunere prin pulverizare cu piroliză (spray pyrolysis deposition, SPD)

reprezintă un ansamblu de procese fizice şi chimice care se desfăşoară succesiv sau simultan.

Metoda SPD constă în formarea unui aerosol ce conţine amestecul precursor, cu ajutorul

unui atomizor şi pulverizarea aerosolului pe un substrat încălzit. În urma proceselor chimice

implicând precursorul, derulate la nivelul substratului, se formează compusul principal sub formă

de film dens, film poros sau pulbere, în funcţie de parametrii tehnologici, alături de produşii

secundari care, fiind volatili, sunt îndepărtaţi. O plită termostatată se foloseşte pentru a menţine

constantă temperatura pe toată perioada depunerii. De asemenea, pentru a avea aceiaşi

dimensiune a picăturilor.

Obţinerea straturilor subţiri prin metoda SPD constă inpatru etape, figura 2.1. si figura

2.2.:

Fig. 2.1. Etapele formării straturilor subțiri prin metoda SPD

Fig. 2.2. Etapele procesului de formare a stratului subţire prin SPD

Etapa I, formarea aerosolului se realizează prin dispersia picăturilor de precursor in

gazul purtător. Condiţia termodinamică ca o picătură de precursor (lichid) să fie stabilă in aerosol

(vapori) este dată de legea de conservare a energiei:

în care: p = presiunea de vapori din interiorul picăturii; p0 = presiunea de vapori din

exteriorul picăturii; γ = tensiunea superficială;V = volumul molar al lichidului dispersat; R =

constanta universală a gazelor; M = masa molară medie a precursorului; ρ = densitatea

precursorului; rs = raza picăturii; T = temperatura.

Ecuaţia Kelvin arată că dimensiunile picăturilor (rs) depind de proprietăţile soluţiei de

precursori precum tensiunea superficială, masa molară medie, densitatea, presiunea de vapori şi

de temperatura la care are loc formarea aerosolului. In consecinţă, modificarea dimensiunii

picăturilor se poate realiza prin varierea factorilor de natură chimică (tipul şi compoziţia soluţiei

de precursori) sau parametrilor fizici (presiune, temperatura).

Etapa a II, transportul picăturilor către substratul incălzit, dimensiunea picăturilor de

aerosol joacă un rol cheie in morfologia straturilor subţiri formate şi implicit asupra proprietăţile

acestora, fig.2.3..

Fig. 2.3. Influenţa dimensiunii picăturilor asupra calităţilor straturilor subţiri formate

Aşa cum s-a mai menţionat, scăderea dimensiunii picăturilor determină creşterea

presiunii in picătură şi, in consecinţă este necesară o cantitate mai mare de energie pentru ruperea

legăturilor solvent-solvent, solvent-solvit. Ca urmare, vaporizarea solventului din picături mici

este mai lentă.

În decursul acestei etape, in funcţie de dimensiunea picăturilor de precursori, vaporizarea

solventului are loc parţial sau total, astfel:

în cazul picăturilor mari, energia termică absorbită pe parcursul transportului către substrat este

insuficientă pentru vaporizarea totală a solventului. Ca urmare o parte din solvent va vaporiza de

pe substrat conducand la formarea unor zone mai slab incălzite ale acestuia în consecinţă, filmele

obţinute vor prezenta o calitate inferioară (neomogene, neuniforme);

în cazul picăturilor de dimensiuni medii, solventul vaporizează in intregime in momentul

apropierii de substrat. Reactanţii ajunşi pe substrat trec prin procesul de adsorbţie, difuzie la

suprafaţă şi reacţie, ducand la formarea germenilor de cristalizare şi creşterea stratului subţire.

Produşii secundari volatili sunt evaporaţi şi sunt difuzaţi de pe substrat;

în cazul picăturilor de dimensiuni mici, solventul vaporizează in totalitate inainte ca picăturile să

atingă substratul, ca urmare sistemul de precursor reacţionează deasupra substratului cu formarea

de pulberi.

Etapa a III, formarea stratului subţire, cea mai complexă etapă din cadrul mecanismului

pulverizării cu piroliză, implică următoarele procese:

contactul picăturilor de precursori cu substratul incălzit;

reacţiile chimice ale picăturilor de precursori cu formarea produşilor de reacţie sub formă de

filme subţiri;

îndepărtarea produşilor secundari volatili.

În sistemul precursor au loc reacţii de descompunere şi/sau de oxidare a sării metalice cu

oxigenul din aer, rezultand ca produşi principali oxizi metalici.

În teza de doctorat intitulată ”Materiale I.R. absorbante cu proprietăți controlate

utilizate în conversia solar-termică”, scrisă de către Dr. Ing. Elena Ienei, sunt prezentate

următoarele materiale: matricea de Al2O3 prin metoda pirolitică, creșterea eficienței structurii

Al/Al2O3/NiO prin depunerea unui strat antireflexie de TiO2.

Proprietate Parametrii care influenţează proprietatea

Uniformitate şi

omogenitate

Grosimea de strat

Morfologia suprafeţei

Compoziţia şi structura

cristalină

Sistemul de precursori

Natura precursorilor

Concentraţia de precursori

Solventul

Aditivi

Parametrii tehnologici SPD

Temperatura substratului

Presiunea şi natura gazului purtător

Viteza de pulverizare

Înălţimea de pulverizare

Timpul între două pulverizări

consecutive

Numărul de pulverizări consecutive

Tratamentul post-depunere Temperatura şi durata tratamentului

Tabel 1 Parametrii şi proprietăţile straturilor subţiri

CARACTERIZAREA STRATURILOR SUBTIRI OBTINUTE PRIN SPD

EVALUAREA COMPOZITIEI CHIMICE PRIN METODA DIFRACTIEI

DE RAZE X

Introducere

Fenomenul general de difracţie reprezintă o unealtă valoroasă pentru investigarea

structurilor la scară atomică. Difracţia de raze X este metoda de investigaţie cel mai des utilizată

pentru a pune în evidenţă compoziţia fazală şi caracterul nanocristalin al probei de analizat.

Difracţia de raze X (XRD) este o metoda de analiză calitativă (dar şi cantitativă) nedistructivă,

care poate furniza informaţii structurale şi chimice detaliate cu privire la cristalografia unei game

largi de materiale anorganice sau organice.

Facilităţile oferite de difracţia de raze X:

identificarea fazelor cristaline prezente în proba de analizat (analiză calitativă);

stabilirea proporţiei în care se află mai mulţi compuşi aflaţi în amestec (analiză

cantitativă);

calculul dimensiunii cristalitelor (dimensiunea medie a cristalitelor, distribuţia

cristalitelor);

calculul parametrilor celulei elementare;

determinarea tensiunilor reziduale;

rezolvarea structurii cristalografice a unui material;

Normativele care reglementează procedurile de analiză prin difracţie de raze X pe probe

policristaline şi/sau amorfe sunt următoarele:

1. SR EN 13925-1:2003 Examinări nedistructive. Difracţia radiaţiilor X aplicate asupra

materialelor policristaline şi amorfe. Partea 1: Principii generale.

2. SR EN 13925-2:2003 Examinări nedistructive. Difracţia radiaţiilor X aplicate asupra

materialelor policristaline şi amorfe. Partea 2: Proceduri.

3. SR EN 13925-3:2005 Examinări nedistructive. Difracţia radiaţiilor X aplicate asupra

materialelor policristaline şi amorfe. Partea 3: Aparatură.

4. NIST Certificat de Analiză. Material standard de referinţă 676. Standard intern de alumina

pentru analiză cantitativă prin difracţie de raze X pe materiale pulverulente.

5. Baza de date ICDD, Powder Diffraction File, 2006.

1. SCOP ŞI DOMENII DE APLICARE

Examinarea prin difracţie de raze X a materialelor solide policristaline şi/sau amorfe este

frecvent denumită în literatura de specialitate Difracţie de Raze X pe Pulberi (X-ray Powder

Diffraction / XRPD). Metodele de examinare XRPD sunt aplicabile unei vaste categorii de

materiale: pulverulente sau consolidate, organice sau anorganice, naturale sau de sinteză,

cristaline sau amorfe, şi nu în ultimul rând nanomaterialelor. După cum s-a precizat deja,

metodele de examinare XRPD permit obţinerea unei mari varietăţi de informații: identificarea şi

cuantificarea fazelor cristaline, estimarea conţinutului de material amorf în raport cu cantitatea

totală de material cristalin, determinarea parametrilor de reţea, determinarea structurii cristaline,

determinarea dimensiunii cristalitelor, a tensiunilor reziduale (microdeformări) etc.

Fenomenul de difracţie se produce ca urmare a interacţiei radiaţiei X cu electronii

atomilor, atomii fiind consideraţi centri de împrăştiere punctiformi. În funcţie de aranjamentul

atomilor, radiaţia împrăştiată de diferiţi atomi interferă. În cazul în care diferenţa de drum dintre

doua raze difractate este un multiplu întreg de lungimi de undă rezultă o interferenţă constructivă

(care generează apariţia unui maxim de difracţie).

Această condiţie restrictivă este cunoscută sub denumirea de legea sau ecuaţia lui Bragg:

n·λ = 2d·sinθ (1)

unde:

n este ordinul maximului de difracţie;

este lungimea de undă a radiaţiei X utilizate;

d este distanţa interplanară (distanţa dintre planele succesive ale familiei de plane

reticulare);

θ este unghiul făcut de fascicolul incident cu planele (hkl) şi este jumătatea unghiului de

difracţie (2θ) dintre fascicolul incident şi cel difractat.

Reprezentarea grafică a intensităţii radiaţiei difractate funcţie de 2θ (cazul cel mai uzual), d

sau sin2θ se numeşte spectru de difracţie sau difractogramă (Fig. 3.1).

Fig. 3.1 Spectrul de difracţie (difractograma) al unei pulberi ce conţine MgAl2O4 şi MgO

2. PREPARAREA SPECIMENELOR

Calitatea datelor colectate într-un experiment de difracţie depinde foarte mult de modul în

care este tratată proba din care se prepară specimenul ce urmează să fie investigat. Datorită

diferențelor dintre proprietăţile diferitelor faze: densitate, dimensiune şi forma particulelor,

duritate, stare de aglomerare, etc. pot apărea neomogenităţi atât la scară microscopică cât şi la

scară macroscopică. Pentru a obţine rezultate reprezentative şi reproductibile este necesară

omogenizarea unei cantităţi de probă mult mai mare decât cea utilizată în pregătirea

specimenului. Pentru a îmbunătăţi statistica cristalitelor, probele trebuiesc măcinate mecanic sau

manual realizând simultan atât omogenizarea probelor cât şi creşterea numărului de cristalite în

volumul specimenului iradiat.

Se va evita măcinarea excesivă ca intensitate şi timp deoarece aceasta poate conduce la:

contaminarea probei cu material provenit din timpul măcinării;

amorfizarea parţială a materialului de la suprafaţa granulelor;

transformări polimorfe;

descompuneri chimice (ex.: pierderea conţinutului structural de H2O sau CO2).

De regulă este suficientă măcinarea manuală în mojar de agath. În cazul în care este

necesară prepararea unui amestec din pulberi individuale, acestea vor fi supuse măcinării

individual, înainte de a fi amestecate, pentru a fi aduse la dimensiuni micronice. Amestecul

trebuie sa fie intim, realizat la scară microscopică, după care se va proceda la o nouă măcinare cu

rol de omogenizare, cu scopul de a distruge aglomerările formate din substanţele individuale.

Specimenul trebuie încărcat în suportul de probe într-una din următoarele variante:

încărcare frontală: pulberea este introdusă în suport prin deschiderea frontală şi este

nivelată astfel încât să expună radiaţiei o suprafaţă plană; aceasta este varianta cea mai

uzitată, dar introduce orientări preferenţiale în cazul unor faze cu habitus specific;

încărcare posterioară: pulberea este introdusă în suport prin partea opusă celei care va fi

expusă iradierii;

încărcare laterală: pulberea este introdusă în suport printr-o deschidere laterala a

acestuia.

3. ACHIZIŢIA DATELOR

Achiziția datelor se va face cu maximă atenţie iar în cazul difractometriei în configuraţie

Bragg – Brentano trebuie avute în vedere următoarele:

alegerea corespunzătoare a intervalului unghiular de achiziţie a datelor pentru a evita

pierderea de informaţie structurală utilă;

alegerea corespunzătoare a fantei de limitare a divergenţei fascicolului incident, a fantei

anti-împrăştiere şi a fantei detectorului pentru a obţine un compromis acceptabil între

intensitatea difractată şi rezoluţia unghiulară;

alegerea pasului unghiular se va face pentru a obţine un număr de puncte de măsură

suficient de mare în jumătatea superioară a maximului de difracţie (raportul dintre

semilăţimea peakului şi pasul unghiular);

pasul unghiular şi divergenţa unghiulară a fantei detectorului trebuie corelate pentru a

asigura o bună rezoluţie a peak-urilor;

timpul de măsura pentru fiecare pas trebuie corelat cu scopul măsurătorii, natura probei

şi cu raportul semnal – fond.

4. PROCESAREA DATELOR

Este indicată prezentarea grafică computerizata atât a datelor brute, cât şi a rezultatelor

obţinute în urma aplicării unor proceduri de procesare sau evaluare. De regulă procesarea şi

evaluarea datelor se va face cu soft specializat, în funcţie de tipul de analiză care trebuie realizată

şi de gradul de complexitate solicitat. În procesarea datelor se va ţine seama de următoarele

aspecte:

fondul, care este inclus în datele colectate şi care poate fi ulterior eliminat din analiză;

eliminarea componentei Kα2;

operaţii de căutare a peak-urilor. Gradul de dificultate al operaţiei creşte, iar precizia scade în

cazul suprapunerii peak-urilor. Determinarea poziţiei şi a intensităţii acestora;

determinarea profilului peak-ului şi a intensităţii integrale;

obținerea perechilor de valori d – I;

descompunerea spectrului de difracţie în linii de difracţie individuale (inclusiv extragerea

fondului), al căror profil este fitat cu ajutorul diferitelor tipuri de funcţii analitice sau prin

abordarea parametrilor fundamentali (FPA – Fundamental Parameters Approach).

5. IDENTIFICAREA FAZELOR CRISTALINE

Analiza calitativă (Identificarea fazelor cristaline) se referă la identificarea fazelor

individuale prezente într-un specimen cu scopul stabilirii compoziţiei fazale a întregii probe.

Această metodă se bazează pe compararea vizuală sau asistată de calculator a unei porţiuni a

difractogramei cu difractogramele de referinţă (experimentale sau calculate) ale unei faze. În

mod ideal, aceste difractograme de referinţă trebuie să provină de la specimene monofazice.

Această abordare permite identificarea oricărui compus cristalin prin distanţele

interplanare d hkl determinate la rândul lor de periodicitatea distanţelor interatomice din cristal şi

de intensităţile relative I ale maximelor de difracţie corespunzătoare determinate de natura

atomilor şi de poziţia lor în celula elementară. Aceasta amprentă este specifică fiecărei faze

cristaline, fiind generată ori de câte ori aceasta este prezentă ca fază unică sau în amestec cu alte

faze cristaline sau amorfe.

Compararea spectrului de difracţie provenit de la o probă cu datele standard se poate face

pe o porţiune corespunzător aleasă a difractogramei sau pe un set de date redus, format din

perechile de distanţe interplanare şi intensităţile maximelor asociate, normate, sub forma aşa-

numitei liste (d, I).

Această informaţie – întreaga difractogramă sau lista (d, I) – poate fi comparată cu listele

(d, I) ale probelor monofazice compilate într-o bază de date conţinând caracteristicile

experimentale sau calculate ale fazelor cristaline identificate. Cea mai completă şi cea mai

utilizată astfel de bază de date este Powder Diffraction File, editată de International Centre for

Diffraction Data (ICDD).

Având în vedere faptul că deregulă pe spectrele de difracţie se reprezintă intensitatea

radiaţiei difractate în funcţie de 2θ (mai rar funcţie de d), soft-ul ce cuprinde baza de date ICDD-

JCPDS oferă posibilitatea de a recalcula automat poziţia maximelor de difracţie în funcţie de

lungimea de undă utilizată pentru înregistrarea spectrului. În acest caz, identificarea fazelor

cristaline prezente presupune compararea poziţiilor şi intensităţilor maximelor de difracţie citite

din spectru cu fişele JCPDS ale compuşilor standard (etalon) înregistrate cu aceeași radiaţie X.

Pentru identificarea unei faze cristaline de obicei este suficientă prezenţa pe spectru a

primelor 3 peak-uri în ordinea intensităţii lor descrescânde şi corespondenţa intensităţilor

relative. În cazul prezenţei mai multor compuşi cristalini aflaţi în amestec, aceştia se identifică pe

rând, eliminându-se toate liniile ce se pot atribui fiecărui component în mod sigur. Identificarea

fazelor cristaline existente într-o anumită probă se consideră încheiată atunci când toate

maximele de difracţie prezente pe spectru au fost atribuite (după caz) uneia sau mai multor faze

cristaline (Fig. 36).

6. CUANTIFICAREA FAZELOR

Analiza cantitativă a fazelor (Cuantificarea fazelor) implică determinarea concentraţiilor

fazelor identificate în cursul analizei calitative, care devine astfel o etapa obligatorie a

procedurii. Există numeroase metode de analiză cantitativă care vizează stabilirea concentraţiei

unei singure faze sau chiar a tuturor fazelor, incluzând şi substanţa amorfa în ansamblul ei –

prezentă în amestec alături de una sau mai multe faze cristaline. Unele metode de analiză

utilizează curbe de calibrare, altele presupun introducerea în amestecul de analizat a unei

cantităţi date de material de referinţă (etalon intern) sau utilizarea unui etalon extern. Cea mai

precisă şi mai completă metoda de cuantificare este metoda Rietveld, fiind şi cea mai laborioasă.

În ultimii ani au fost dezvoltate metode alternative care concurează prin precizie cu metoda

Rietveld. Acestea simulează difractograma experimentală a unui amestec polifazic, după

realizarea completă a analizei calitative, pornind de la lista (d, I) specifică fiecărei faze

identificate, atribuind fiecărei faze un factor de scală care este rafinat simultan cu o serie de

parametri ce descriu profilul maximelor de difracţie.

7. CARACTERIZAREA CRISTALINITĂŢII

De regulă, stabilirea gradului de cristalinitate al unui anumit material presupune

cunoaşterea:

Cantităţii de material amorf (sau material dezordonat din punct de vedere cristalografic);

Dimensiunii cristalitelor, importantă pentru caracteristicile materialelor nanostructurate.

Cantitatea de material dezordonat din punct de vedere cristalografic include în primul

rând materialul amorf, dar şi materialul rezultat din relaxarea legăturilor chimice sau din

existenţa unor legături nesatisfăcute pe suprafaţa granulelor. Acest material nu va difracta

radiaţia X în acelaşi mod cu materialul din interiorul cristalitelor, putând fi considerat ca o fracţie

de material amorf. Chiar dacă nu poate fi identificat pe difractograme, prin maximele difuze

specifice amorfului, prezenţa acestui material se manifestă prin diminuarea maximelor de

difracţie ale fazelor cristaline. Pentru determinarea sa cantitativă trebuie utilizată analiza de fază

cu etalon intern, descrisă anterior, care permite determinarea prin diferenţă a conţinutului de

material dezordonat din punct de vedere cristalografic.

Determinarea dimensiunii cristalitelor este una din cele mai importante aplicaţii ale

XRPD. Trebuie specificat însă că dimensiunea cristalitelor nu poate fi direct măsurată. Ceea ce

poate fi determinat prin XRPD este de fapt o medie volumetrică (puterea de difracţie a unei

particule depinde de volumul ei) a înălţimilor coloanelor pe o anumită direcţie cristalografică

hkl, care va fi practic întotdeauna mai mică decât dimensiunea cristalitelor pe acea direcţie.

Pentru a obţine dimensiunea reală a cristalitelor ar trebui cunoscută adevărata formă medie a

cristalitelor care ar permite deducerea şi aplicarea unor corecţii mărimilor medii ale coloanelor

pentru fiecare hkl, determinate prin XRPD.

Una din modalităţile cele mai utilizate pentru caracterizarea dimensiunii cristalitelor este

corelarea acestora cu lărgimea maximului de difracţie de către Scherrer (1918) si mai târziu de

Williamson şi Hall (1953).

În acest sens este important de precizat faptul că semilăţimea maximelor de difracţie este

rezultatul suprapunerii mai multor efecte (Fig. 3.2.):

a) Caracteristicile aparatului sau montajului utilizat (βi),

b) Dimensiunea redusă a cristalitelor (βc),

c) Tensiuni reziduale existente (βt),

d) Alte cauze (defecte de structură, impurităţi, temperatură)

Fig. 3.2. Lăţimea maximelor de difracţie este suma contribuţiilor mai multor factori

Prin urmare, semilăţimea unui maxim de difracţie poate fi descrisă cu ajutorul relaţiei (2):

β = βi + βc + βt (2)

CARACTERIZAREA STRATURILOR SUBTIRI OBTINUTE PRIN

SPD

DETERMINAREA PROPRIETĂȚILOR OPTICE PRIN SPECTROSCOPIE

UV-VIS ȘI FT-IR

Principiul spectroscopiei in U.V.-VIS.

Spectroscopia este o ramură a fizicii care se ocupă cu studiul metodelor de obținere a

spectrelor, precum și cu măsurarea și interpretarea acestora. Pentru studiul spectrelor,

spectroscopia folosește metode vizuale, fotografice și fotoelectrice. Analiza spectrala a luminii

emise sau absorbite de un corp, spectroscopia optică, permite identificarea elementelor

componente, stabilirea concentrației, determinarea structurii. Utilitatea spectroscopiei este

demonstrată de larga răspândire a acestei metode: fizică, chimie, biologie, farmacie, medicină,

geologie, astrofizică, știința materialelor, protecția mediului. În afară de multitudinea de aplicații

practice, spectroscopia a avut o evoluție strâns legată de evoluția fizicii fundamentale.

Absorbtia de radiatie electromagnetica din domeniul U.V.-VIS de catre compusii organici

are ca efect promovarea unui electron (care populeaza, in starea fundamentala din punct de

vedere electronic a moleculei un orbital molecular de legatura O.M.L. de tip σ, π sau de

nelegatura O.M.N., „n”) pe un orbital molecular de antilegatura O.M.A.*, σ* sau π*.

Urmare a absorbtiei de radiatie electromagnetica din domeniul U.V.-VIS, au loc tranzitii

electronice avand ca rezultat ocuparea simultana, temporara, a orbitalilor moleculari de legatura

si antilegatura, cu cate un electron.

De aceea, spectrele U.V.-VIS. se numesc SPECTRE ELECTRONICE.

Zonele spectrale de interes pentru Chimia Organica sunt cele de mai jos:

λ = 100 – 380 nm domeniul U.V. de energii ale radiatiei E = 75.4 – 286.0 Kcal/mol

λ = 380 – 780 nm domeniul VIS. de energii ale radiatiei E = 36.5 – 75.4 Kcal/mol

Caracteristici esentiale. Marimi de definitie.

a) In spectroscopia U.V.-VIS., in conditiile in care cuantele de energie au valori ale frecventelor

atat de mari incat provoaca excitarea electronilor de pe O.M.L. pe O.M.A.*, este preferata

exprimarea in unitati de lungime de unda a radiatiei electromagnetice si nu in unitati de frecventa

(valori prea mari):

E = hν = hc/λ

ν (Hz) →λ (nm, 1 nm = 10-9 m = 10 Å)

b) Tinand cont de legea lui Lambert & Beer care guverneaza fenomenul absorbtiei de radiatie

electromagnetica:

A = log (Io/It) = ε × c × l

A: absorbanta ("densitate optica")

ε: absorbitivitatea molara (coeficient molar de extinctie, "extinctie")

c: concentratia solutiei substantei de analizat (mol/l)

l: lungimea cuvei care contine solutia (standardizata, 1 cm)

spectrele U.V-VIS. se reprezinta grafic in una dintre urmatoarele variante:

ε = f(λ) sau A = f(λ) sau log ε = f(λ)

Reprezentarea spectrelor U.V.-VIS. ca dependenta log ε = f(λ) este cea mai relevanta deoarece

ε = 10–106 asadar log ε = 1 – 6 (cifre mai usor de exprimat).

c) Tranzitiile electronice, necesitand energii foarte mari pentru a avea loc, nu sunt niciodata

“PURE” din punct de vedere al aspectului semnalului spectral: totdeauna le sunt asociate si

celelalte tranzitii, necesitand energii de tranzitie mult mai mici: vibratorii, rotatorii si inversii de

spin (nuclear si electronic).

Spectrele U.V.-VIS. prezinta, t o t d e a u n a, BENZI si NU LINII SPECTRALE.

Fig. 4.1. Spectre UV-VIS

d) Localizarea unei benzi de absoribtie in U.V.-VIS se modifica FATA DE UN STANDARD

ALES astfel:

- prin deplasare BATOCROMA: deplasarea unui maxim de absorbtie catre λ (nm) mai

MARI (ν si energii de tranzitie electronica mai mici) datorata unor factori structurali in molecula

compusului organic.

- prin deplasare HIPSOCROMA: deplasarea unui maxim de absorbtie catre λ (nm) mai

mici (ν si energii de tranzitie electronica mai MARI) datorata unor factori structurali in molecula

compusului organic.

- cresterea (scaderea) intensitatii absorbtiei se numeste efect hipercrom (hipocrom).

e) Notiunea de grupa cromofora: orice grupa de atomi care au proprietatea de a absorbi radiatii

din domeniul U.V.-VIS. Sunt grupari NESATURATE: >C=O, -NO2, >C=C<, etc.

OBSERVATIE: sunt grupe cu efect electronic –E, -I

f) Notiunea de grupa auxocroma: orice grupa de atomi SATURATA (OH, NH2, Cl, etc.) care are

proprietatea ca, in asociere cu o grupa cromofora sa modifice absorbtia in U.V.-VIS a acesteia.

OBSERVATIE: sunt grupe cu efect electronic +E

O B S E R V ATIE: grupele cromofore si cele auxocrome au efect electronic O P U S !!

Descrierea spectrometrelor utilizate la măsurători

Parking Elmer soft BX2 600-4000 µm

Fig. 4.2. Spectrometre UV și IR

Analiza următoarelor materiale, folosind spectroscopul PerkinElmer Spektrum BX II,

Lamda 25:

hârtie (fig. 4.3);

Fig. 4.3. Reflectanța obținută pentru o mostră de hârtie

ambalaj (fig. 4.4.);

Fig. 4.4. Reflectanța obținută pentru o mostră de ambalaj

policarbonat (fig. 4.5.).

Fig. 45. Reflectanța obținută pentru o mostră de policarbonat