臭化カリウム（KBr）と塩化ナトリウム（NaCl）は、赤外光に対して光学的に透明であるため、キャリア材料として利用されます。ほとんどの固体材料とは異なり、これらのイオン結晶は中赤外領域（4000〜400 cm⁻¹）で放射を吸収しないため、分光計はキャリアマトリックスを通過させ、サンプルのユニークな振動シグネチャのみを検出できます。
理想的なキャリア材料は、目に見えない足場として機能します。KBrとNaClは、スペクトル的に不活性な媒体として機能することにより、干渉するバックグラウンドノイズや偽の吸収ピークを導入することなく、高忠実度の信号検出を可能にします。
赤外透明性の物理学
バックグラウンド干渉の排除
赤外分光法における主な目標は、サンプルの官能基を特徴づけることです。これを行うには、バックグラウンドマトリックスは検出器に対して「見えない」必要があります。
KBrとNaClは、優れた光学透明性を持つイオン結晶です。標準的な試験範囲内で赤外光を吸収しないため、結果として得られるスペクトル内のすべてのピークがホルダーからではなくサンプルから来ることを保証します。
重要な中赤外領域
標準的な赤外分析は、中赤外領域、特に4000 cm⁻¹から400 cm⁻¹の間で行われます。
ほとんどの有機および無機材料は、この範囲のどこかで光を吸収します。しかし、高純度の塩（KBrなど）は、この全ウィンドウで透明性を保つため、汎用分光法の標準的な選択肢となっています。
キャリアマトリックスのメカニズム
希釈剤としての機能
純粋な固体サンプルは、赤外線ビームが効果的に浸透するには密度が高すぎる場合がよくあります。KBrは希釈剤として機能し、微量のサンプル粉末をより大きな体積に分散させます。
この希釈により、赤外線ビームが通過できるレベルまでサンプルの濃度が低下し、信号飽和（ピークの底が平らになること）を防ぎ、高い信号対雑音比を保証します。
圧縮による均一性の確保
固体を分析するには、KBrとサンプルの混合物を実験室用プレスを使用して圧縮する必要があります。
プレスは力を加えて、粉末混合物を薄く、均一で透明なペレットに変えます。この物理的変換は、光の散乱を最小限に抑えるために必要であり、ヒドロキシル（O-H）、アルカン（C-H）、ニトリル（C≡N）などの特定の官能基の正確な同定を可能にします。
トレードオフの理解
高純度の必要性
化学薬品は標準的ですが、グレードは非常に重要です。一次参照には、高純度の塩の使用が明記されています。
分光法用に特別に精製されていない低品質の「工業用」グレードを使用すると、不純物が混入する可能性があります。これらの不純物はIR光を吸収し、「ゴーストピーク」を生成して、実際のサンプルの分析を混乱させる可能性があります。
吸湿性
KBrのような塩は吸湿性があり、空気中の湿気を容易に吸収することに注意することが重要です。
KBrを乾燥した状態に保たないか、迅速に処理しないと、スペクトルに水バンド（約3400 cm⁻¹の広いピーク）が現れることがあります。これは、サンプル中のヒドロキシル基の検出を不明瞭にし、データの品質を損なう可能性があります。
目標に合わせた適切な選択
FT-IR特性評価用の固体サンプルを準備する際、キャリアの品質がデータの品質を決定します。
- 主な焦点が広範な化学同定である場合：C-TeまたはC≡Nのような主要な官能基をマスクする可能性のあるアーティファクトピークの導入を回避するために、高純度のKBrを使用していることを確認してください。
- 主な焦点が定量的分析である場合：ペレットが完全に均一で薄くなるように実験室用プレスを使用してください。厚さのばらつきは、光路長と信号強度を変化させます。
高純度のKBrを透明媒体として利用することにより、結果として得られるスペクトルがサンプルの化学構造の真の表現であることを保証します。
概要表：
| 特徴 | KBr（臭化カリウム） | NaCl（塩化ナトリウム） |
|---|---|---|
| 透明範囲 | 中赤外（4000〜400 cm⁻¹） | 中赤外（4000〜650 cm⁻¹） |
| 光学的な役割 | スペクトル的に不活性な希釈剤 | スペクトル的に不活性な希釈剤 |
| 主な機能 | 散乱と飽和を最小限に抑える | 散乱と飽和を最小限に抑える |
| 物理的特性 | 高い吸湿性（湿気を吸収する） | 吸湿性（KBrよりは低い） |
| 主な要件 | ゴーストピークゼロのための高純度グレード | ゴーストピークゼロのための高純度グレード |
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参考文献
- Yash P Thakur, Prashant G Shelke. IR spectroscopy demystified: A beginner's guide to interpretation. DOI: 10.22271/27889246.2025.v5.i2a.126
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Press ナレッジベース .
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