Teaching FT-IR spectroscopy with the ALPHA

Význam tématu

FT-IR spektroskopie je klíčová analytická metoda v chemickém vzdělávání i výzkumu. Umožňuje studentům pochopit základní principy molekulární vibrace, kvalifikaci složení vzorků a kvantitativní analýzu podle Beerova–Lambertova zákona. Kompaktní a robustní přístroj, jako je ALPHA, přináší do výuky přímou zkušenost s moderními spektrometry a minimalizuje technické překážky při laboratorních cvičeních.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem poznámky je představit FT-IR spektrometr ALPHA v kombinaci s výukovým setem, který zjednodušuje přípravu a realizaci demonstračních i praktických experimentů. Text popisuje klíčové vlastnosti přístroje, dostupné příslušenství a konkrétní příklady výukových úloh ilustrujících spektrální analýzu kapalin, plynů i polymerů.

Použitá metodika a instrumentace

Spektrometr ALPHA je vybaven:

• patentovaným RockSolid interferometrem a pevnolaserovým zdrojem (solid-state diode laser),
• výměnným infračerveným zářičem a uživatelsky přístupným vysoušedlem (desiccant),
• mechanismem QuickSnap™ pro rychlou výměnu příslušenství bez nástrojů,
• softwarem OPUS s intuitivním „wizardem“, který provádí uživatele nastavením a vyhodnocením.

Výukový set obsahuje:

• tekutou kyvetu pro kvantitativní měření podle Beerova zákona,
• magnetický držák polymerových fólií a rozsáhlou Bruker polymerní knihovnu,
• plynovou kyvetu odolnou vůči vodě a HCl s výměnnou aperturou,
• Platinum diamond ATR modul pro měření vlhkých a citlivých vzorků v gloveboxu.

Hlavní výsledky a diskuse

Ukázkové experimenty demonstrují vysoké rozlišení spektrem ALPHA:

• spektrum plynného HCl s jasně rozlišitelnou rotačně‐vibrační strukturou a izotopickým rozštěpením 35Cl/37Cl,
• měření citlivých vzorků (vlhkost, vzduch) uvnitř gloveboxu pomocí ATR modulu,
• identifikaci sloučenin (např. syntetizovaná kyselina acetylsalicylová) prostřednictvím vyhledávání v knihovnách s kvalitou shody až 940/1000.

Softwareový průvodce výrazně zkracuje dobu přípravy a minimalizuje potřebu rozsáhlého zaškolení studentů.

Přínosy a praktické využití metody

Spektrometr ALPHA spolu s výukovým setem přináší:

• rychlou a spolehlivou analýzu bez externího servisu a složité údržby,
• nízké provozní náklady díky dlouhé životnosti spotřebních dílů,
• vysokou mobilitu a odolnost vůči vibracím a nárazům,
• širokou paletu příslušenství pro měření kapalin, plynů, fólií i reflexních vzorků,
• jednoduché ovládání vhodné pro studenty i laboranty.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření vzdělávacích modulů včetně:

• integrace s dálkovými laboratořemi a online výukovými platformami,
• využití pokročilých spektrálních knihoven a umělé inteligence pro automatickou interpretaci,
• vylepšené konektivity IoT pro monitorování a sdílení dat v reálném čase,
• kombinace FT-IR s dalšími technikami (Raman, NIR) v jednozařízení.

Závěr

Bruker ALPHA s dedikovaným výukovým setem představuje efektivní a flexibilní platformu pro výuku FT-IR spektroskopie. Díky kompaktní konstrukci, robustnímu provedení a uživatelsky přívětivému softwaru umožňuje studentům i pedagogům realizovat široké spektrum experimentů s minimální přípravou a maximálním důrazem na kvalitu dat.

Reference

Bruker Optics. Application Note AN M88 “Teaching FT-IR Spectroscopy with the ALPHA”. BOPT-01, 2021.