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Der Christiansen-Effekt

Treten in den IR-Spektren asymmetrische Banden auf, dann spricht man vom Christiansen-Effekt. Die höherfrequenten (größere Wellenzahl) Flanken der Banden steigen steil an, während die niederfrequenten (niedrigere Wellenzahl) Flanken einen flachen Verlauf zeigen. Des Weiteren beobachtet man häufig einen Abfall der Basislinie zu höheren Wellenzahlen.

Den Christiansen-Effekt beobachtet man in IR-Spektren, wenn

  • die Substanz im Pressling zu grobkörnig und/oder
  • der Brechungsindexunterschied zwischen Probe und Einbettungsmittel zu groß ist.

Die Korngröße der Substanz sollte nicht größer als die kleinste gemessene Wellenlänge im Spektrum sein (erstreckt sich das Spektrum bis 4000 cm-1, dann darf die Korngröße nicht mehr als 2,5 µm betragen). Am Beispiel von Naphtalin in KBr erkennt man, dass durch längeres Mahlen des KBr-/Substanzgemisches der Christianseneffekt verringert werden kann. Der Nachteil der längeren Mahlzeit ist allerdings ein vermehrter Eintrag von Wasser in das hygroskopische Einbettungsmittel.

Abb.1
Beispiel für den Christiansen-Effekt

Wesentlich stärker ist der Christiansen-Effekt zu beobachten, wenn der Brechungsindexunterschied zwischen Einbettungsmittel und Substanz zu groß ist. Am Beispiel des Bleicarbonats erkennt man die Wichtigkeit der richtigen Wahl des Einbettungsmittels. Bleicarbonat hat einen mittleren Brechungsindex von ca. 2,0. Stellt man einen Pressling mit KBr her, dann ist im Spektrum deutlich der Christiansen-Effekt zu beobachten. KBr besitzt einen mittleren Brechungsindex von ca. 1,53. Bedeutend bessere Ergebnisse erhält man, wenn das Bleicarbonat mit AgCl verpresst wird. AgCl weist einen mittleren Brechungsindex von ca. 1,97 auf.

Abb.2
Beispiel für den Christiansen-Effekt
Hinweis
An dieser Stelle soll darauf hingewiesen werden, dass für das Backgroundspektrum immer eine Tablette mit dem jeweiligen Einbettungsmittel ohne Inhaltsstoff verwendet werden muss, da viele Einbettungsmittel nicht über den gesamten Wellenzahlbereich gleichmäßig transparent sind.