NIR vs IR: ¿Cuál es la diferencia?

En el primer artículo de nuestra serie sobre espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR), explicamos qué es la espectroscopia NIR. Este artículo se centra en la diferencia entre la espectroscopia de infrarrojo cercano e infrarrojo (IR), que a menudo también se denomina espectroscopia de infrarrojo medio (IR medio). También discutiremos por qué la espectroscopia NIR podría ser más adecuada que la espectroscopia IR para sus desafíos analíticos en el laboratorio y en los procesos de fabricación industrial.

Diferencias en longitudes de onda y energía.

Hemos definido la espectroscopia NIR como el análisis de la interacción entre la luz NIR y la materia. En el análisis espectroscópico, la luz se define por la longitud de onda (y no por la energía aplicada). Si esto le parece nuevo, puede consultar el primer artículo del blog de esta serie:

¿Qué es la espectroscopia NIR?

La longitud de onda de la luz está inversamente correlacionada con su energía. Por tanto, cuanto menor es la longitud de onda, más energía hay. El espectro electromagnético se muestra en la Figura 1. La región NIR se encuentra entre la región visible (mayor energía) y la región infrarroja (menor energía) entre 780 y 2500 nm.

La luz de las regiones IR y NIR del espectro electromagnético induce vibraciones en ciertas partes de las moléculas (conocidas como grupos funcionales). Así, la espectroscopia IR y NIR pertenecen al grupo de espectroscopia vibratoria. La Figura 2 muestra varios grupos funcionales y moléculas que están activos en la región NIR.

Ventajas de la espectroscopia NIR sobre la espectroscopia IR

El esquema teórico anterior nos permite derivar las siguientes ventajas de la espectroscopia NIR sobre la espectroscopia IR.
 

Menor intensidad de bandas con NIRS, por lo tanto menor saturación del detector

Para sólidos, puede utilizar muestras puras tal cual en un vial adecuado para análisis NIR. Con el análisis IR, es necesario crear un gránulo de KBr o administrar cuidadosamente la muestra sólida a la ventana de reflectancia total atenuada (ATR), sin mencionar limpiar todo a fondo después.

Para liquidos, los espectros NIR deben medirse en viales desechables de 4 mm (u 8 mm) de diámetro que sean fáciles de llenar, incluso en el caso de sustancias viscosas. El análisis IR requiere caminos ópticos muy cortos (<0,5 mm). Se necesitan costosas cubetas de cuarzo o celdas de flujo, ninguna de las cuales es fácil de llenar.
 

Luz de mayor energía con NIRS, por lo tanto, una penetración de muestra más profunda

Esto significa que NIRS proporciona información sobre el muestra a granel y no sólo las características de la superficie, como ocurre con la espectroscopia infrarroja.
 

NIRS se puede utilizar para la cuantificación y la identificación.

Los científicos suelen utilizar la espectroscopia infrarroja para detectar la presencia de ciertos grupos funcionales en una molécula (solo identificación). De hecho, cuantificación es uno de los puntos fuertes de utilizar la espectroscopía NIR (ver más abajo).
 

NIRS es versátil

La espectroscopia NIR se puede utilizar para la cuantificación de sustancias químicas (p. ej., humedad, Contenido API), determinación de parámetros químicos (p. ej., valor de hidroxilo, número de acidez total) o parámetros físicos (p. ej., densidad, viscosidad, viscosidad relativa, y viscosidad intrínseca). Puede hacer clic en estos enlaces para descargar nuestras Notas de aplicación gratuitas para cada ejemplo.
 

NIRS funciona con fibra óptica

Esto significa que puede transferir fácilmente un método desde el laboratorio directamente a un entorno de proceso utilizando un analizador con un cable de fibra óptica largo y de baja dispersión y una sonda resistente. Los cables de fibra óptica no se pueden utilizar con radiación infrarroja debido a limitaciones físicas.

NIR ≠ espectroscopia IR

En resumen, NIR es un método analítico diferente al IR, aunque ambos son tipos de espectroscopia vibracional. NIR es más rápido y más fácil de manejar que IR. No requiere preparación de muestras y puede proporcionar información sobre el material a granel. También es versátil. La espectroscopia NIR permite la cuantificación de diferentes tipos de parámetros químicos y físicos y también se puede implementar en un entorno de proceso.

Mire nuestro vídeo para conocer las principales diferencias entre la espectroscopia IR y NIR.

En la próxima entrega de esta serie, nos centraremos en el proceso de implementación de un espectrómetro de infrarrojo cercano en el flujo de trabajo de su laboratorio, utilizando un ejemplo específico.

Cómo implementar la espectroscopia NIR en el flujo de trabajo de su laboratorio

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