IR分光法で最も一般的に使用される溶媒は、四塩化炭素（CCl₄）と二硫化炭素（CS₂）です。単一の溶媒が赤外スペクトル全体にわたって透明であることはないため、これら2つは異なる領域を分析するための補完的なペアとしてよく使用されます。溶媒の選択は非常に重要です。その目的は、溶媒自身の分子振動がサンプルの吸収帯を不明瞭にすることなく、サンプルを溶解させることです。
IR分光法における溶媒選択の基本的な原則は、化合物は溶解するが、関心のあるスペクトル領域では「見えない」媒体を見つけることです。完璧な溶媒は存在しないため、このプロセスでは、サンプルの主要な吸収ピークと一致する、既知の透明な「ウィンドウ」を持つ溶媒を戦略的に選択します。
核心原則：溶媒干渉の回避
赤外分光法は、分子結合の振動を測定することで機能します。課題は、溶媒分子内の共有結合もIR放射を吸収し、独自のスペクトルピークを作成して、サンプルのピークと干渉したり、完全に覆い隠したりする可能性があることです。
なぜ溶媒はIR放射を吸収するのか
サンプルと同様に、溶媒分子も共有結合でつながった原子で構成されています。これらの結合（C-H、C-Cl、C=Sなど）は、赤外光を吸収すると特定の周波数で伸縮・屈曲します。この吸収が干渉の原因となります。
「IRウィンドウ」の概念
中赤外領域（4000～400 cm⁻¹）全体にわたって透明な溶媒はありません。しかし、すべての溶媒には、吸収が非常に弱いか、まったく吸収しない領域があります。これらの領域は「IRウィンドウ」と呼ばれます。
目標は、そのウィンドウが、サンプル中で研究したい官能基の吸収領域と一致する溶媒を選択することです。
水とアルコールの問題
水やエタノールのような-OH基を持つ溶媒は、IRにはほとんど使用されません。O-H結合は、非常に強く幅広い吸収帯（およそ3200-3600 cm⁻¹）を生じ、スペクトルの広大で重要な領域を完全に覆い隠してしまうため、その領域のサンプルピークを見ることは不可能になります。
一般的な溶媒とそのウィンドウ
完全なスペクトルを得るために、化学者はしばしば同じサンプルの2つのスキャンを実行します。1つは高周波領域で透明な溶媒で、もう1つは低周波の「フィンガープリント」領域で透明な溶媒で実行します。
四塩化炭素（CCl₄）
これは4000 cm⁻¹から1300 cm⁻¹の領域の標準的な選択肢です。C-H結合を持たないため、C-H、N-H、O-Hの伸縮振動が発生する場所で透明であり、これらの重要な官能基の分析に理想的です。
二硫化炭素（CS₂）
これはCCl₄を補完する溶媒です。1300 cm⁻¹から400 cm⁻¹のフィンガープリント領域で大部分が透明です。これにより、分子に固有のスペクトル特性を与える複雑な振動の詳細な分析が可能になります。
クロロホルム（CHCl₃）
クロロホルムはより極性の高い溶媒であり、サンプルがCCl₄やCS₂に溶解しない場合に良い選択肢となります。ただし、自身のC-H結合が吸収帯（約3000 cm⁻¹および1200 cm⁻¹）を生成し、サンプル中のC-H結合の分析を妨げる可能性があります。
トレードオフと代替案の理解
溶媒の選択は、サンプルを調製する唯一の方法ではありません。化合物が不溶性である場合や、溶媒干渉が避けられない場合は、他の標準的な技術が存在します。
化学的不活性は譲れない
参考資料が指摘するように、溶媒はサンプルと反応してはなりません。例えば、塩基性サンプルに酸性溶媒を使用すると、イオン対が生成され、意図したものとは全く異なる化学種のスペクトルを分析することになります。
ヌジョールマルの使用：溶媒フリーの代替法
サンプルがすべての適切なIR溶媒に不溶性である場合、ヌジョールマルが好ましい技術です。固体サンプルを微粉末に粉砕し、ヌジョール（鉱物油）の滴と混合してペースト状にします。
このペーストは、分析のために2枚の塩板の間に挟まれます。ヌジョール自体は長鎖炭化水素で構成されているため、強いC-H吸収帯を示しますが、それ以外の場所では透明であり、他のほとんどの官能基の分析が可能です。
KBrペレット
もう一つの一般的な溶媒フリーの方法は、KBrペレットです。固体サンプルを純粋で乾燥した臭化カリウム（KBr）粉末と混合し、高圧下でプレスして小さな透明なディスクを形成します。KBrはイオン結合しており、IR放射を吸収しないため、分析のための完全に透明な媒体となります。
分析に適した選択を行う
サンプル調製方法の選択は、サンプルの物理的特性と、スペクトルから必要な特定の情報に完全に依存します。
- O-H、N-H、またはC-H結合（4000-1300 cm⁻¹）に主に焦点を当てる場合：この領域での優れた透明性のために四塩化炭素（CCl₄）を使用します。
- フィンガープリント領域（1300-400 cm⁻¹）に主に焦点を当てる場合：二硫化炭素（CS₂）を使用して、分子に固有の複雑な振動を明確に確認します。
- サンプルが非極性溶媒に不溶性の場合：クロロホルムのようなより極性の高い選択肢を検討するか、液体溶媒を完全に回避してKBrペレットまたはヌジョールマルを調製します。
最終的に、効果的なサンプル調製は、記録するスペクトルが、選択した媒体のアーティファクトではなく、化合物のスペクトルであることを保証することです。
要約表：
| 溶媒 | 主要IRウィンドウ（cm⁻¹） | 最適用途 | 主な考慮事項 |
|---|---|---|---|
| 四塩化炭素（CCl₄） | 4000 - 1300 | O-H、N-H、C-H結合 | C-H結合なし；化学的に不活性 |
| 二硫化炭素（CS₂） | 1300 - 400 | フィンガープリント領域 | CCl₄を補完 |
| クロロホルム（CHCl₃） | 変動（例：3000 cm⁻¹付近にギャップ） | 極性サンプル | C-H吸収が干渉する可能性あり |
| ヌジョール（マル） | C-H領域を避ける | 不溶性固体 | ヌジョールからの強いC-Hバンド |
| KBr（ペレット） | 全スペクトル（4000-400） | 固体サンプル | 乾燥したKBrと高圧が必要 |
ラボの最高のパフォーマンスを実現
溶媒の選択は、正確な材料分析に向けた一歩に過ぎません。KINTEKは、信頼性の高いIR分光法などに必要な高品質のラボ機器と消耗品を提供することに特化しています。
お客様のラボの能力向上をお手伝いします：
- 正確な結果：サンプル調製が正確で干渉のないスペクトルにつながることを保証します。
- 専門家によるサポート：お客様の特定の用途に適したツールと方法に関するガイダンスを提供します。
- 品質保証：一貫した性能のために、当社の耐久性のある信頼性の高い消耗品を信頼してください。
分析プロセスを最適化する準備はできていますか？ 今すぐ当社の専門家にお問い合わせください。KINTEKがお客様のラボの分光法および材料分析における独自のニーズをどのようにサポートできるかについてご相談ください。
