为什么在红外光谱法中使用 KBr 和 NaCl？实现清晰、准确的样品分析

简而言之，KBr（溴化钾）和 NaCl（氯化钠）之所以用于红外光谱法，是因为它们具有两个关键特性：它们对红外辐射透明，并且是柔软、可塑的盐。这种独特的组合使它们能够充当样品的窗口或固体基质，允许红外光束穿过并分析目标物质，而不会增加任何干扰信号。

红外光谱法的核心挑战是制备足够薄且均匀的样品，以便红外光能够穿透。KBr 和 NaCl 通过提供一种化学惰性、红外透明的介质来解决这个问题，该介质用于将样品固定在光谱仪的光束路径中。

基本挑战：让光线穿过样品

为什么纯样品通常不适用

大多数有机和无机化合物，特别是其固体或纯液体形式，都太厚或太密。它们会吸收或散射整个红外光束，阻止任何光线到达检测器。

这使得无法获得有用的光谱，而有用的光谱依赖于测量样品分子键吸收的特定光频率。

需要一种“隐形”介质

为了获得可用的信号，样品必须稀释并支撑在一种对红外光几乎“隐形”的介质中。

这种载体介质，无论是固体压片还是液体池窗片，都不能有任何在中红外区域吸收的自身分子振动。如果它有，它的光谱就会与样品的光谱重叠并掩盖样品的光谱。

KBr 和 NaCl 的关键特性

1. 红外透明性

这是它们被使用的主要原因。KBr 和 NaCl 等碱金属卤化物盐具有简单的离子键。它们的振动频率非常低，远低于用于分析的典型中红外范围（4000–400 cm⁻¹）。

由于它们不在此区域吸收光，因此它们提供了完全清晰的背景，确保光谱中观察到的每个峰都仅来自被测样品。

2. 压力下的延展性

正如样品制备指南中所述，KBr 在高压下会变得可塑。这种物理特性对于常见的 KBr 压片法至关重要。

当将精细研磨的样品与 KBr 粉末混合并在模具中压制时，KBr 会流动并融合在一起。它形成一个固体、半透明的圆盘，将分散的样品颗粒锁定在一个固定、均匀的基质中。

3. 化学惰性

KBr 和 NaCl 通常都是非反应性盐。它们不会与绝大多数样品发生化学反应，确保在制备和测量过程中被分析的物质保持不变。

了解权衡和陷阱

碱金属卤化物的吸湿性

最主要的缺点是 KBr 和 NaCl 具有吸湿性，这意味着它们很容易从大气中吸收水分。

水 (H₂O) 具有非常强且宽的红外吸收带，特别是 O-H 伸缩振动。如果 KBr 或 NaCl 被水分污染，这些水峰将出现在光谱中，并很容易掩盖样品的重要峰。

制备不当的影响

这就是为什么正确的技术至关重要。KBr 必须保持完全干燥，通常储存在干燥器或烘箱中。制作压片时，通常会对模具施加真空，以去除任何截留的空气和水分。

如果压片研磨不够精细或压力不足，它可能会显得浑浊。这种浑浊会导致红外光散射，从而导致基线不良并降低最终光谱的信号质量。

根据您的目标做出正确选择

这些盐的正确应用取决于您样品的物理状态。

• 如果您的主要重点是分析固体样品： KBr 压片技术是标准方法，您将样品与干燥的 KBr 粉末混合并将其压制成薄圆盘。
• 如果您的主要重点是分析液体或油： 您将使用由 NaCl 或 KBr 制成的盐片，将一层薄薄的液体置于两片透明片之间。

最终，这些简单的盐是无形的功臣，使红外光谱这种强大的技术能够应用于各种材料。

总结表：

特性	对红外光谱法的重要性
红外透明性	提供清晰的背景；在中红外范围（4000–400 cm⁻¹）内无干扰峰。
延展性	允许形成固体、透明的压片（KBr）或用于液体样品的窗片。
化学惰性	防止与样品发生反应，确保准确分析。
吸湿性	需要小心处理以避免水分污染，这可能会掩盖样品峰。

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