Espectroscopia de Absorção de Infravermelho

A radiação infravermelha é uma espécie de radiação electromagnética cujo espectro começa num dos limites do espectro da luz (o vermelho) e se estende até à zona das ondas hertzianas (radar, televisão, rádio) e é especialmente útil no estudo do desenho subjacente das pinturas (fotografia de infravermelho e reflectografia de infravermelho).

Nas moléculas, os átomos e os grupos atómicos estão em contínuo movimento, uns em relação aos outros (vibrações moleculares). Quando são sujeitas a radiação com energia semelhante à correspondente a essas vibrações (radiação infravermelha), as moléculas podem alterar o seu estado de vibração (excitação), absorvendo a radiação correspondente à diferença de energia entre o estado inicial e o estado excitado. Como não é possível a uma molécula vibrar de qualquer modo, mas apenas de alguns modos, a absorção da radiação ocorre apenas para determinados valores de energia, valores estes que são característicos das moléculas. Assim, através da comparação dos valores de energia da radiação infravermelha para os quais há absorção, é possível identificar as moléculas ou os tipos de moléculas presentes nas amostras.

Existem dois tipos de aparelhos de espectroscopia de absorção de infravermelho, os quais fornecem a mesma informação: os espectrómetros dispersivos, mais antigos, e os espectrómetros não-dispersivos, que estão na origem do método conhecido como espectroscopia FTIR (Fourier Transform Infrared) ou espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, aparelhos estes que têm as vantagens de serem mais sensíveis e mais rápidos do que aqueles. Em qualquer um dos casos, os equipamentos mais comuns permitem obter espectros de absorção para radiação com números de onda (o inverso do comprimento de onda) compreendidos entre 650 cm-1 e 4000 cm-1.

No estudo das pinturas, a espectroscopia de absorção de infravermelho tem sido utilizada principalmente para obter informações quanto à natureza dos aglutinantes, já que a sua principal aplicação é no domínio da análise de materiais orgânicos. No entanto, os materiais inorgânicos também absorvem a radiação infravermelha, pelo que o método permite a identificação dos pigmentos. Nem todos, porém, absorvem naquela região do infravermelho a que correspondem os números de onda entre 650 e 4000 cm-1. Se pigmentos que quimicamente são carbonatos, hidróxidos, acetatos ou cromatos, em geral, absorvem naquele intervalo, pigmentos que são óxidos ou sulfuretos habitualmente só absorvem a números de onda inferiores a 650 cm-1 e, portanto, não podem ser identificados com o equipamento mais comum.

Quanto aos corantes, como materiais orgânicos que são, todos eles têm espectro de absorção de infravermelho característico.

Nos casos em que é possível a análise, seja de pigmentos ou corantes, os espectros são tipicamente obtidos a partir de uma pastilha preparada por moagem da amostra com brometo de potássio seguida de aplicação à mistura de pressão elevada. Normalmente, estes espectros são mais difíceis de interpretar do que os adquiridos através dos outros métodos já referidos, quer em resultado da sobreposição de picos de absorção, entre os quais os devidos aos aglutinantes, quer em consequência da relativamente reduzida resolução espectral, o que está na origem do facto de os picos dos espectros de absorção de infravermelho serem muito mais largos do que os que surgem noutros tipos de espectros.

Por isso, nem todos os picos daqueles são atribuídos ou explicados, ao contrário do que acontece na generalidade dos espectros. Como também nem todos os pigmentos podem ser analisados nas condições habituais, facilmente se compreende a menor utilização da espectroscopia de absorção de infravermelho na identificação dos pigmentos.