적외 근적외 및 라만 분광법 | 마이메르시 MyMerci
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적외 근적외 및 라만 분광법

3. 적외·근적외 및 라만 분광법 [기기분석학]

(1) 적외부스펙트럼측정법과 스펙트럼 해석

① KP 적외부스펙트럼측정법의 시료 조제

KP 적외부스펙트럼측정법은 시료 상태에 따라 조제법을 달리 규정한다.

시료 조제 : 고체는 브롬화칼륨 정제법 · 액체는 액막법 · 용해 시료는 용액법 · ATR은 감쇠전반사로 전처리 부담 감소

② 특성흡수대와 지문영역

적외흡수는 신축 · 굽힘 진동에 대응해 작용기별 파수 구간이 정해진다.

특성흡수대 : O-H 3300은 수소결합으로 넓음 · N-H 3300은 좁음 · C=O 1700 · C≡N 2250 · C-O 1200 cm⁻¹

C=O는 공명이 커질수록 결합 세기가 감소해 파수가 낮아진다.

③ 특성흡수대 정리표

작용기대표 파수(cm⁻¹)특징
O-H 신축3300 부근폭 넓은 띠
N-H 신축3300 부근비교적 좁은 띠
C≡N 신축2250 부근삼중결합 영역
C=O 신축1700 부근아마이드는 더 낮음
C-O 신축1200 부근지문영역 인접
지문영역1500~600화합물 고유 형태

(2) 확인시험과 결정다형 판별

① 표준품 스펙트럼 대조 확인시험

표준품 스펙트럼 대조 확인시험은 같은 조건에서 흡수 위치와 세기 순서 일치를 본다.

지문영역(1500~600 cm⁻¹)은 화합물 고유라 판정을 좌우 · 작용기 영역만으로는 동일성 불가 · 조제법은 표준품과 일치

② 결정다형의 판별

결정다형의 판별 : 분자 배열 차이로 고체 스펙트럼 봉우리 위치 · 모양이 달라짐 · 용액법은 결정 정보 소실로 고체 측정 필요

적외와 라만은 보완적이며 대칭 진동은 라만에서 증가

(3) 근적외분광법과 라만분광법의 활용

① 근적외분광법과 비파괴 함량, 수분 측정

근적외분광법(NIR)과 비파괴 함량 : 배음 · 결합진동 이용 · 흡수가 약하고 투과력이 커 포장 상태로도 측정

물의 O-H 배음대로 수분 측정해 건조감량 대체 · 검량모델과 표준시험법 상관성 검증 필수

② PAT와 실시간 방출시험

PAT와 실시간 방출시험은 공정 중 측정으로 품질 보증 · 혼합은 NIR 신호 변동이 감소해 일정해지는 시점이 종말점 · 적용에는 모델 예측오차와 공정 이해도 제시

③ 라만분광법과 화학계량학

라만분광법과 원료 확인(RTU)은 투명 용기 너머 개봉 없이 전수 확인 · 물 방해가 적어 수용액에 유리

화학계량학 : PLS 회귀로 함량 예측 · PCA로 군집 · 스펙트럼 전처리는 SNV · 1차 미분 · 2차 미분

④ 근적외와 라만 비교표

구분근적외분광법라만분광법
측정 원리배음, 결합진동 흡수비탄성 산란
물의 방해크게 받음거의 없음
대표 활용비파괴 함량, 수분 측정원료 확인, 다형 판별

📌 실전 체크 포인트!

수치: O-H와 N-H는 3300, 삼중결합은 2250, 카보닐은 1700, C-O는 1200 cm⁻¹ 부근으로 구분한다.

방향: 아마이드의 카보닐은 공명으로 결합 세기가 감소해 케톤보다 낮은 파수로 이동한다.

감별: 확인시험의 핵심은 1500~600 cm⁻¹ 지문영역 일치이며 작용기 영역만으로는 부족하다.

감별: 결정다형 판별에는 고체 상태 적외나 라만이 필요하고 용액법은 다형 정보를 잃는다.

순서: 전처리로 SNV와 미분을 적용하고 PCA로 이상치를 걸러낸 뒤 PLS 회귀 모델을 세운다.

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