Análisis FTIR / IRTF en laboratorio
FILAB pone a su disposición su experiencia en análisis FTIR (o IRTF), una técnica de análisis químico que permite identificar la estructura molecular de numerosos materiales, especialmente en farmacia, cosmética, plásticos, automoción o dispositivos médicos.
Sus necesidades: realizar análisis IRTF / análisis FTIR para caracterizar un material gracias a una experiencia completa en espectroscopia infrarroja
¿Qué es un análisis FTIR?
El análisis FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) también se conoce como Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier.
La Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier – o Espectroscopia IRTF (FTIR en inglés) – es una técnica de análisis. Permite obtener el espectro de absorción de una muestra sólida, líquida o gaseosa. De carácter no destructivo, los análisis químicos por IRTF (FTIR) miden la cantidad de luz absorbida por una muestra. Y ello en función de la longitud de onda emitida por un haz infrarrojo.
¿Por qué realizar un análisis FTIR en laboratorio?
Realizar un análisis FTIR en laboratorio presenta retos considerables, especialmente en lo que respecta a la gestión y el control de la calidad de los materiales.
Esta técnica ofrece un método rápido y no destructivo para identificar la composición química y detectar impurezas o contaminaciones en una variedad de materiales, desde plásticos y polímeros hasta lubricantes y productos farmacéuticos.
Ante las estrictas exigencias en materia de conformidad normativa y calidad del producto, el análisis FTIR permite a los industriales asegurarse de que sus materiales cumplen las especificaciones requeridas, evitando así elevados costes relacionados con retiradas de productos o fallos en servicio.
Esta técnica facilita la innovación y la mejora de los productos al permitir una comprensión profunda de las interacciones moleculares y de las propiedades de los materiales.
Nuestras soluciones: ofrecer técnicas de análisis IRTF / FTIR específicas para sus necesidades y determinar la composición química superficial de su muestra
Nuestros servicios de análisis IRTF
- Polímeros y plásticos: Identificación precisa de las familias de resinas (PE, PP, PVC, PA, PET…) para validar la conformidad de sus materias primas.
- Elastómeros y cauchos: Distinción entre diferentes tipos de gomas y verificación de la formulación.
- Productos de adhesión: Análisis de barnices, colas y adhesivos para controlar su naturaleza química o su grado de reticulación.
- Análisis de fallos: Diagnóstico de rotura o pérdida de propiedad (puesta en evidencia de una oxidación, una degradación térmica o una contaminación).
- Control particulado: Identificación de contaminantes, puntos negros o depósitos mediante la Micro-FTIR (análisis localizado sobre unos pocos micrones).
- Ingeniería inversa: Estudios de reformulación para determinar la composición química de productos complejos o de la competencia.
Para ir más allá
Acompañamiento en la elección de un material para controlar la vida útil de un producto o una instalación
Análisis químicos a medida (partículas, disolventes residuales, metales pesados…)
Análisis FTIR, un método técnico de vanguardia
El análisis FTIR es una técnica avanzada que ofrece una identificación rápida y precisa de los componentes químicos de las muestras.
De hecho, la técnica IRTF puede detectar enlaces químicos específicos y, por tanto, identificar sustancias en mezclas complejas, lo que resulta relevante para analizar la pureza de los materiales, detectar contaminaciones y comprender las interacciones moleculares.
Al comparar el espectro de absorción de una muestra con el de un compuesto conocido o con una biblioteca de referencia, es posible identificar compuestos desconocidos, incluso cuando están presentes en concentraciones muy bajas. La espectroscopia FTIR proporciona información aún más detallada que la espectroscopia infrarroja tradicional y permite a los investigadores estudiar las relaciones estructura-actividad dentro de muestras complejas.
Además, la capacidad de realizar análisis cuantitativos añade una dimensión adicional a su aplicación, haciendo posible determinar las concentraciones de los distintos componentes en una muestra.
Ventajas del análisis IRTF: rapidez y precisión
La espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier se impone como la herramienta de referencia para la identificación química rápida. Sus principales ventajas residen en:
- Versatilidad extrema: capacidad para analizar muestras en estado sólido, líquido o gaseoso.
- Caracterización no destructiva: gracias a la tecnología ATR (Reflexión Total Atenuada), la muestra se analiza directamente sin preparación compleja, preservando su integridad.
- Selectividad: una firma molecular única (huella digital) que permite distinguir polímeros o compuestos orgánicos muy similares.
Una doble capacidad de análisis: macroscópica y microscópica
Gracias a un parque instrumental de vanguardia, FILAB le ofrece dos enfoques complementarios:
Nuestros equipos FTIR permiten una caracterización cualitativa y semicuantitativa de muestras sólidas, líquidas o gaseosas. Esta técnica se utiliza especialmente para:
- Determinar la naturaleza de un polímero, de un recubrimiento o de un aditivo ;
- Identificar depósitos, residuos o contaminaciones en un producto o un envase ;
- Estudiar la evolución de un material a lo largo del tiempo (oxidación, migración, envejecimiento…) ;
- Comparar formulaciones, realizar perfiles de degradación o análisis de no conformidad.
También acoplamos la IRTF a otras técnicas analíticas como la TGA (análisis termogravimétrico), la GC o la LC, para obtener resultados más completos (TGA-FTIR, GC-FTIR, LC-FTIR, MS-FTIR).
En nuestro laboratorio de microscopía IRTF, utilizamos el microscopio LUMOS II (Bruker), equipado con un detector FPA que permite obtener hasta 900 espectros en unos segundos. Esta tecnología es indispensable para:
- Localizar e identificar partículas o contaminantes de tamaño muy pequeño (hasta 5 µm) ;
- Realizar cartografías químicas, líneas de perfil y análisis dirigidos en zonas complejas ;
- Diagnosticar defectos superficiales, impurezas o alteraciones invisibles a simple vista.
Complementariedad del FTIR: una visión de 360° de sus materiales
Para asociar la identificación de los grupos orgánicos (IRTF) con el análisis elemental de cargas minerales o metales (MEB).
Ideal para comprender la descomposición de un material e identificar la naturaleza de los gases emitidos durante la combustión.
Para separar mezclas complejas e identificar aditivos o trazas de disolventes residuales.
¿Lo sabía? La Micro-IRTF permite focalizar zonas del orden de 10 a 20 micras, haciendo posible el análisis de defectos invisibles a simple vista en piezas técnicas.
Objetivos analíticos: de la identificación al control
El análisis FTIR responde a tres retos estratégicos para los industriales:
Las aplicaciones industriales de la técnica FTIR
En química, esta técnica desempeña un papel crucial en la identificación de compuestos químicos desconocidos, el control de calidad de las materias primas y de los productos terminados, así como en el seguimiento de las reacciones químicas para optimizar los procesos de producción.
En el sector farmacéutico, el análisis FTIR se utiliza ampliamente para la caracterización de los principios activos de los medicamentos, la detección de contaminantes y el control de calidad de los productos terminados. También ayuda a verificar la homogeneidad de las mezclas e identificar las posibles interacciones entre los componentes de una formulación y el contenedor-contenido.
Para la industria de polímeros y plásticos, la FTIR se emplea para identificar los tipos de polímeros y detectar la presencia de aditivos, plastificantes u otros componentes.
Validación de la limpieza particulada.
Control de conformidad de fluidos y compuestos.
Identificación de materias primas según la farmacopea.
¿Necesita un análisis FTIR o una experiencia en microscopía IRTF?
Póngase en contacto con nuestro equipo de expertos para hablar de su necesidad u obtener un presupuesto personalizado. FILAB le acompaña en todos sus proyectos de análisis químicos, búsqueda de contaminación o resolución de no conformidades gracias al poder de la espectroscopía infrarroja.
FAQ
La espectroscopía infrarroja (IR) y la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR o espectroscopía irtf) son dos técnicas analíticas utilizadas para identificar la estructura de una molécula mediante el análisis de su espectro de radiación infrarroja. La diferencia entre ambas técnicas es que, en el análisis IR clásico, las bandas de absorción de la muestra se miden directamente, mientras que en la espectroscopía FTIR se utiliza un interferómetro para medir las frecuencias a las que la muestra absorbe energía. Esto permite que el análisis FTIR proporcione información más detallada sobre la composición y la estructura molecular que la espectroscopía infrarroja tradicional. Además, el análisis FTIR puede utilizarse en muestras cuya concentración de moléculas es más baja que la de la espectroscopía infrarroja clásica.
El término "transformada de Fourier" hace referencia a un método matemático utilizado para transformar la señal bruta obtenida en un espectro infrarrojo con picos correspondientes a diferentes frecuencias de absorción. Esto permite identificar los componentes químicos de una muestra comparando las frecuencias de absorción medidas con las de sustancias conocidas.
La identificación de grupos funcionales orgánicos mediante análisis IRTF / FTIR permite una comprensión precisa de la estructura química de los compuestos. Esta técnica se basa en que cada grupo funcional presenta vibraciones características a ciertas frecuencias de absorción infrarroja, proporcionando así una "huella digital" única para cada tipo de molécula.
Identificar estos grupos funcionales permite determinar la naturaleza química de las sustancias, predecir sus propiedades físicas y químicas, y comprender su comportamiento en las reacciones.
El análisis FTIR puede encontrar dificultades en términos de sensibilidad, como en el caso de análisis de trazas ínfimas de compuestos como los contaminantes ambientales. Además, algunos materiales, como los gases poco absorbentes o las superficies metálicas reflectantes, pueden poner a prueba la precisión de la FTIR.
Además, aunque la FTIR es un medio técnico excelente para identificar los tipos de enlaces y grupos funcionales presentes, no proporciona información directa sobre la estructura molecular completa, como las proteínas, ni sobre moléculas de gran tamaño.
Para paliar las limitaciones del análisis FTIR, diversas combinaciones con otras técnicas ofrecen soluciones avanzadas. La combinación de la FTIR con la cromatografía, ya sea en fase gaseosa (GC-FTIR) para compuestos volátiles o en fase líquida (LC-FTIR) para los no volátiles, permite separar e identificar con precisión los componentes de una mezcla compleja. La microscopía FTIR se centra en el análisis localizado a escala microscópica, mientras que la combinación con el análisis termogravimétrico (TGA-FTIR) revela la composición química y la estabilidad térmica de los materiales. Por último, la combinación con la espectrometría de masas (MS-FTIR) enriquece la identificación y la caracterización estructural de compuestos orgánicos complejos, ofreciendo así un conjunto completo de herramientas para un análisis más detallado y preciso.
La espectroscopía infrarroja es una herramienta potente para determinar la estructura exacta de las moléculas orgánicas en una amplia gama de aplicaciones. Puede utilizarse para identificar compuestos desconocidos, cuantificar mezclas, detectar contaminantes, determinar mecanismos de reacción y controlar reacciones en tiempo real. La espectroscopía infrarroja se utiliza habitualmente en ámbitos como los productos farmacéuticos, las ciencias de los alimentos, la petroquímica y los ensayos medioambientales. Al comparar el espectro de absorción de una muestra con el de un compuesto conocido o una biblioteca de referencia, es posible identificar compuestos desconocidos, incluso cuando están presentes en concentraciones muy bajas. La espectroscopía FTIR proporciona información aún más detallada que la espectroscopía infrarroja tradicional y permite a los investigadores estudiar las relaciones estructura-actividad en muestras complejas.
El análisis FTIR es ideal para materiales orgánicos (polímeros, recubrimientos, aceites), pero es poco eficaz en metales puros, muestras opacas o muy hidratadas, o mezclas complejas no separadas. Algunos compuestos fluorescentes también pueden interferir en el análisis. En esos casos, se recomiendan técnicas complementarias.
La FTIR clásica analiza las muestras en su conjunto, mientras que la µ-FTIR permite identificar partículas o zonas específicas a escala microscópica (hasta 5 µm), especialmente en casos de contaminación o heterogeneidad.
Solo ciertas especies inorgánicas presentan un espectro FTIR utilizable, como los silicatos, carbonatos, nitratos o sulfatos. Otras, como los óxidos metálicos (p. ej., titanio, alúmina), no son detectables porque no absorben en el infrarrojo.
El agua absorbe fuertemente la luz infrarroja, lo que puede enmascarar las señales características de la muestra. Por ello, los análisis FTIR en líquidos acuosos, suspensiones o materiales húmedos pueden verse alterados.
La técnica es poco sensible en superficie (límite de unos 100 nm), no permite detectar iones simples (Na⁺, Cl⁻), ni metales que reflejan el IR. También exige patrones para la cuantificación y un sustrato compatible (el vidrio no es adecuado, porque absorbe el IR). El análisis de mezclas complejas puede requerir etapas de separación o técnicas complementarias.
