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Tutorial MenueIR- und Raman-SpektroskopieLerneinheit 5 von 19

Spektrenbearbeitung

Umrechnung von Transmissionsgrads- in Absorbanzspektren und umgekehrt

Die Darstellung von IR-Spektren mit der Transmissionsgradsskala bzw. der Absorptionsgradsskala hat den entscheidenden Nachteil, dass keine Proportionalität zur Konzentration bzw. Schichtdicke gegeben ist. Der Vorteil besteht darin, dass kleine Banden deutlicher dargestellt werden und damit auch charakteristische Merkmale für die Identifizierung einer Substanz besser erkennbar sind.

Transmissionsgrad τ Der Transmissionsgrad beschreibt, wie viel eingestrahltes Licht eine Probe passiert.

τ = Φ tr Φ 0 = I tr I 0
Legende
Φ tr -Strahlungsleistung des abgeschwächten Lichtes [W]
Φ 0 -Strahlungsleistung des eingestrahlten Lichtes [W]
I tr -Intensität des abgeschwächten Lichtes [ W m-2 ]
I 0 -Intensität des eingestrahlten Lichtes [ W m-2 ]

oder

τ [ % ] = 100 Φ tr Φ 0 = 100 I tr I 0

Absorptionsgrad α Der Absorptionsgrad gibt an, wie viel Energie des eingestrahlten Lichtes von der Probe aufgenommen (absorbiert) und in Wärme bzw. Anregungsenergie (z. B. Schwingungen und Rotationen) umgesetzt wird.

Vereinfachung

α = 1 - τ = 1 - Φ tr Φ 0 = 1 - I tr I 0

Für quantitative Analysen müssen die Spektren dementsprechend als Absorbanzspektren bearbeitet werden, da hier die Proportionalität zur Konzentration bzw. Schichtdicke vorliegt.

Absorbanz A (oft als Extinktion E bezeichnet)

A 10 = lg ( 1 τ )

Quantitative Untersuchungen in der IR-Spektroskopie unterliegen dem Lambert-Beer'schen Gesetz:

A 10 = lg ( 1 τ ) = ε c l
Legende
A 10 -dekadische Absorbanz
ε -molarer (dekadischer) Absorptionskoeffizient
c -Konzentration der Probe
l -Weglänge des Lichtstrahls durch die Probe
Beispiel

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Abb.1
Umwandlung eines Transmissionsgradsspektrums in ein Absorbanzspektrum und umgekehrt

Beispielrechnung

Aufgabe zu Absorbanz, Absorptionsgrad und Transmissionsgrad

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