在红外光谱中使用溴化钾 (KBr) 的主要优点是它在非常宽的光谱范围内对红外辐射具有出色的透明性。这一特性至关重要，因为它确保了容纳样品的材料本身不会吸收红外光，否则会干扰分析。使用 KBr 可以使所得光谱成为仅代表样品分子振动的干净、准确的表示。
选择 KBr 不是随意的；这是一个有战略意义的决定，旨在为您的样品创造一个不产生干扰的环境。由于 KBr 对红外光是透明的，它充当了一个完美的“窗口”，确保您记录的光谱是化合物的真实指纹，而不是用于制备它的材料的指纹。
为什么样品制备是良好光谱的基础
红外透明性原理
在光谱学中，如果一种材料在被测波长范围内不吸收辐射，则称其为“透明”的。要使一种材料有用作红外光谱的样品载体或基质，它在分析大多数有机和无机化合物的中红外区域内不得具有其自身的振动吸收带。
目标：无阻碍的视野
将 KBr 视为一块完全干净的窗玻璃。它的目的是在红外光束的路径中容纳样品，而不会扭曲“视野”。如果窗玻璃被着色或弄脏（即，如果它吸收红外光），您将无法清晰地看到外部是什么（样品的光谱）。
选择不当材料的后果
使用吸收红外光的材料会将自身的光谱叠加到样品的光谱上。这会导致数据混乱或无法解释，您将无法区分来自样品和来自载体的峰。
KBr 的具体优势
宽光谱范围
KBr 在很宽的范围内都是透明的，通常从 4000 cm⁻¹ 到 400 cm⁻¹。这覆盖了整个中红外区域，使其成为分析各种不同化学键和官能团的高度通用和可靠的选择。
用于制片的延展性
最常见的固体取样技术之一是KBr 压片法。KBr 粉末具有在高温高压下流动形成固体、玻璃状圆盘的有用物理特性。通过将少量固体样品与干燥的 KBr 研磨，并将其压入模具中，可以制成非常适合分析的透明压片。
一般化学惰性
对于大多数应用，KBr 在化学上是惰性的，不会与样品发生反应。这可以防止在样品制备过程中形成新的、意外的化合物，从而损害分析的完整性。
理解权衡和局限性
它具有很强的吸湿性
KBr 最显著的缺点是它具有吸湿性，这意味着它很容易从大气中吸收水分。这种吸收的水分会在红外光谱中产生一个非常宽的吸收带（约 3400 cm⁻¹），可能会掩盖您实际样品中重要的 N-H 或 O-H 伸缩振动。正确地将其储存在干燥器中并最小化暴露于空气中是至关重要的。
样品相互作用的可能性
尽管通常是惰性的，但用于制片的高压有时可能会引起样品中的物理变化。在极少数情况下，某些化合物可能会与溴离子发生离子交换，从而改变样品的化学性质。
与氯化钠 (NaCl) 的比较
氯化钠 (NaCl) 是另一种常用于红外窗口的盐，通常被称为“盐片”。虽然它也是透明的，但其有效范围比 KBr 更有限，通常在 650 cm⁻¹ 左右截止。对于分析光谱的低频“指纹”区域，KBr 是更优越的选择。
为您的分析做出正确的选择
选择正确的样品制备技术是成功的根本。您的决定应以样品的性质和您需要获得的信息为指导。
- 如果您的主要重点是稳定固体的通用分析： KBr 压片法是一种优秀、经济且广泛使用的标准方法，可提供高质量的光谱。
- 如果您的样品对湿气或压力敏感： 您应该考虑替代技术，例如衰减全反射 (ATR) 光谱法，它通过最少的制备直接分析样品。
- 如果您正在处理液体或溶液： 您将使用由 KBr 或 NaCl 窗口制成的液体池，将薄薄的液体膜夹在两个抛光的盐片之间。
最终，了解您的样品载体的特性是获得可靠和准确的光谱结果的第一步。
摘要表：
| 优点 | 描述 |
|---|---|
| 宽广的红外透明性 | 在整个中红外范围（4000-400 cm⁻¹）内透明，确保无干扰。 |
| 非常适合制片 | 粉末在压力下流动，形成理想用于固体样品分析的透明圆盘。 |
| 化学惰性 | 通常不与样品反应，保持分析的完整性。 |
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