O oleômetro infravermelho é um instrumento de monitoramento ambiental de precisão baseado no princípio de absorção espectral infravermelho, especificamente para a análise quantitativa do teor de óleo mineral (hidrocarbonetos totais de petróleo) na água. Sua tecnologia principal consiste na medição precisa da energia vibratória de ligações químicas específicas.

Princípio básico de funcionamento: absorção infravermelha e lei de Lambert-Bill

Os princípios básicos de funcionamento do instrumento seguem duas leis básicas de física e química:

Princípio de absorção de vibração molecular: o óleo mineral é composto principalmente de hidrocarbonetos (CH3-, -CH₂-, anéis aromáticos, etc.). Quando a luz infravermelha (luz infravermelha média de comprimento de onda específico) irradia a amostra, as ligações C-H do metilo (-CH3) e submetilo (-CH₂-) nas moléculas de óleo absorvem seletivamente a energia da luz infravermelha consistente com sua frequência de vibração, saltando do estado base para o estado de excitação.

Lei de Lambert-Beer: Esta lei indica que, sob um comprimento de onda específico, a absorção da luz infravermelha (A) é proporcional à concentração (c) da substância absorvente na amostra e ao comprimento da distância (L), ou seja, A = εcL (ε é o fator de absorção). É a pedra angular da análise quantitativa. Medindo a absorção, a concentração do óleo pode ser calculada.

Tecnologias críticas de análise espectral: Método de medição de três comprimentos de onda

Para medir com precisão misturas complexas de óleos, os medidores de óleo infravermelhos modernos usam geralmente a tecnologia de medição de três comprimentos de onda para excluir interferências de outras substâncias e realizar medições padronizadas.

Comprimento de onda medido (2930 cm-1, cerca de 3,41 μm): este é o pico de absorção da característica de vibração estiral de ligações C-H em submetilo (-CH₂-), o comprimento de onda principal para medir o conteúdo de óleo mineral. A absorção da amostra aqui reflete diretamente as principais informações sobre a concentração do óleo.

Comprimento de onda de referência (3030 cm-1, cerca de 3,30 μm): este é o pico de absorção da característica de vibração estiral do ligamento C-H no anel aromático. A medição da absorção neste comprimento de onda ajuda a avaliar a composição do óleo e a corrigir a medição do comprimento de onda principal, especialmente quando o óleo contém mais hidrocarbonetos aromáticos.

Comprimento de onda de compensação (cerca de 2.600 cm-1): Esta área geralmente não possui picos de absorção característicos do óleo. O objetivo da definição deste comprimento de onda é deduzir interferências de fundo, como pequenas alterações no solvente (tetracloreto de carbono ou tetracloreto de vinilo), dispersão na parede da piscina de amostras ou efeitos de partículas em suspensão.

Finalmente, a absorção da amostra é calculada pela fórmula: A=A2930-[A3030×(α/β)] (onde α, β são os coeficientes de correção do instrumento). Este método elimina eficazmente a interferência de substâncias não hidrocarbonatadas, garantindo a precisão dos resultados de medição e a adaptabilidade a diferentes óleos.

Resumo: O oleômetro infravermelho é absorvido através da captura precisa das características infravermelhas da ligação C-H da molécula de óleo e utiliza a tecnologia de análise espectral de três comprimentos de onda para correção e anti-interferência, e finalmente alcança a análise quantitativa de alta precisão do óleo mineral na água de acordo com a lei de Lambert-Beer, é o método no campo da monitorização ambiental.