溴化鉀是紅外光譜實驗必不可少的試劑,完全純的溴化鉀在中紅外區(qū)(4000—400cm-1)沒有紅外吸收出現(xiàn),因此分析純的溴化鉀是紅外光譜制樣的**選擇。在紅外光譜實驗的制樣過程中,如果所選用的溴化鉀中含有雜質(zhì),按照樣品與溴化鉀1∶100的比例混合壓片進行制樣,則溴化鉀中千分之一的某種雜質(zhì)化合物所引起的紅外吸收,就有可能對樣品的紅外光譜形成干擾峰,從而影響測試結(jié)果。

現(xiàn)在市面上銷售的溴化鉀試劑純度如何?對紅外光譜測試造成多大影響?通過對多家廠商的溴化鉀試劑進行紅外光譜測試,根據(jù)測試結(jié)果,分析這些溴化鉀的質(zhì)量及其對紅外光譜測試的影響。

通過傅里葉變換紅外光譜儀ALPHA II進行測試,可以檢驗溴化鉀的質(zhì)量。檢測條件如下:采用空氣作背景,稱取約200mg的溴化鉀壓片。掃描范圍4000—400cm-1;掃描次數(shù)16;分辨率4cm-1,測試結(jié)果見圖1。

圖 1 8種KBr產(chǎn)品的紅外光譜圖

根據(jù)對8家廠商溴化鉀試劑的紅外光譜測試結(jié)果,這些溴化鉀都不同程度存在著雜質(zhì)的紅外吸收峰,其中1568、1409、1342、1018、924cm-1處的吸收峰與乙酸鹽的紅外吸收特征相符;1401cm-1和876cm-1處的吸收峰與碳酸鹽的紅外吸收特征相符;1384cm-1處的吸收峰與硝酸鹽的紅外吸收特征相符;3440cm-1和1630cm-1附近的吸收為水分的紅外吸收特征。

從圖1和表1的分析說明:

(1)多數(shù)溴化鉀試劑中都不同程度含有水分和硝酸鹽。

(2)除水分和硝酸鹽外,天津福晨化學(xué)試劑廠、北京化工廠、中國醫(yī)藥公司北京采購供應(yīng)站三家廠商的溴化鉀試劑在不同波數(shù)位置出現(xiàn)了其他的雜質(zhì)吸收峰,說明有不同類型雜質(zhì)影響了KBr試劑的純度。

(3)天津福晨化學(xué)試劑廠和北京化工廠兩家溴化鉀試劑中的雜質(zhì)非常明顯。X射線熒光光譜(XRF)測試結(jié)果表明,天津福晨化學(xué)試劑廠產(chǎn)品中除KBr外的雜質(zhì)含量大于30%,其中含有明顯的Na、Cl、P元素。兩家產(chǎn)品雜質(zhì)峰的透射率均小于10%,如果用這樣的KBr制樣,樣品測試的紅外光譜圖中,雜質(zhì)峰比樣品的紅外吸收峰還強,測試結(jié)果無法正常反映樣品的紅外光譜特征。顯然,這樣的KBr試劑已經(jīng)不適用于作為紅外光譜試樣的載體。

表1溴化鉀試劑的雜質(zhì)峰情況

溴化鉀中的雜質(zhì)會對譜圖造成干擾,當(dāng)雜質(zhì)峰的透射率小于90%時,其譜峰相當(dāng)明顯,通過背景扣除法也難以完全消除其影響。而對于較弱的雜質(zhì)峰,如圖1所示1384cm-1附近的硝酸鹽雜質(zhì)峰,當(dāng)樣品量較少或樣品的紅外吸收峰較弱時,這些硝酸鹽吸收峰的存在也會對樣品測試譜圖造成一定的干擾和影響。

由于溴化鉀容易吸潮而難以避免含有水分。如果溴化鉀中明顯含有水分且未能通過干燥處理消除干凈時,水的紅外吸收會對譜圖形成干擾,這時可能有兩種情況出現(xiàn):當(dāng)含有樣品的晶片中水分含量高于背景掃描所用的溴化鉀所含水分時,譜圖會在3440cm-1和1630cm-1附近形成常見的水吸收峰(見圖2中譜線A);而如果含有樣品的晶片中水分含量低于背景掃描所用的溴化鉀所含水分時,就有可能在3400cm-1和1630cm-1附近形成負的水吸收峰(見圖2中譜線B)。這兩種情況的出現(xiàn)都會對樣品紅外光譜測試結(jié)果形成干擾和影響。

圖 2 紅外譜圖中含有水吸收干擾峰

(1) 由于紅外光譜實驗對溴化鉀的質(zhì)量要求較高,而市面上銷售的溴化鉀試劑質(zhì)量參差不齊,所以購買時要特別注意。使用前必須通過紅外光譜測試檢驗其純度,避免使用在紅外譜圖中明顯含有雜質(zhì)峰的試劑進行制樣。紅外光譜實驗所選用的溴化鉀純度至少應(yīng)當(dāng)在99%以上,**能達到99.9%。

(2) 溴化鉀在使用前應(yīng)充分進行干燥處理,以除去試劑中的水分。