Conţinut
Spectroscopia infraroșie, cunoscută și sub denumirea de spectroscopie IR, poate dezvălui structurile compușilor chimici legați covalent, cum ar fi compușii organici. Ca atare, pentru studenții și cercetătorii care sintetizează acești compuși în laborator, devine un instrument util pentru verificarea rezultatelor unui experiment. Legături chimice diferite absorb frecvențe diferite de infraroșu, iar spectroscopia în infraroșu arată vibrații la acele frecvențe (afișate sub formă de vase) în funcție de tipul de legătură.
Funcţie
Spectroscopia infraroșu servește ca un instrument util în cutia de instrumente pentru chimiști pentru identificarea compușilor. Nu dă structura exactă a unui compus, ci arată mai degrabă identitatea grupurilor funcționale, sau a părților dintr-o moleculă - diferitele segmente ale compoziției moleculelor. Ca un astfel de instrument inexact, spectroscopia IR funcționează cel mai bine atunci când este utilizată împreună cu alte forme de analiză, cum ar fi determinarea punctului de topire.
În domeniul chimiei profesionale, IR a ieșit în mare parte din modă, înlocuit de metode mai informative, cum ar fi RMN (rezonanță magnetică nucleară). Încă se bucură de utilizarea frecventă în laboratoarele studenților, deoarece spectroscopia IR rămâne utilă în identificarea caracteristicilor importante ale moleculelor sintetizate în experimentele de laborator ale studenților, potrivit Universității Colorado Boulder.
Metodă
În general, chimistul macină o probă solidă cu o substanță precum bromura de potasiu (care, ca compus ionic, nu apare în spectroscopia IR) și o plasează într-un dispozitiv special pentru a permite senzorului să strălucească. Uneori, ea sau el amestecă probe solide cu solvenți precum uleiul mineral (care oferă o lectură limitată, cunoscută în IR) pentru a utiliza metoda lichidă, care implică plasarea unei probe între două plăci de sare presată (NaCl, clorură de sodiu) pentru a permite lumina infraroșie să strălucească, potrivit Michigan State University.
Semnificaţie
Când lumina infraroșie sau radiațiile ating o moleculă, legăturile din moleculă absorb energia infraroșului și răspund vibrând. În mod obișnuit, oamenii de știință numesc diferitele tipuri de vibrații îndoite, întinzând, balansând sau foarfecând.
Potrivit lui Michele Sherban-Kline de la Universitatea Yale, un spectrometru IR are o sursă, un sistem optic, un detector și un amplificator. Sursa emite raze infraroșii; sistemul optic mișcă aceste raze în direcția corectă; detectorul observă modificări ale radiațiilor infraroșii, iar amplificatorul îmbunătățește semnalul detectorului.
Tipuri
Uneori spectrometrele folosesc fascicule unice de infraroșu și apoi le împart în lungimi de undă ale componentelor; alte modele folosesc două fascicule separate și folosesc diferența dintre aceste fascicule după ce unul a trecut prin eșantion pentru a da informații despre eșantion. Spectrometrele de modă veche au amplificat optic semnalul, iar spectrometrele moderne folosesc amplificarea electronică în același scop, potrivit lui Michele Sherban-Kline de la Universitatea Yale.
Identificare
Spectroscopia IR identifică moleculele pe baza grupurilor lor funcționale. Chimistul care utilizează spectroscopie IR poate utiliza un tabel sau grafic pentru a identifica aceste grupuri. Fiecare grup funcțional are un număr de undă diferit, listat în centimetri inversi și un aspect tipic - de exemplu, întinderea unui grup OH, cum este cel al apei sau alcoolului, ocupă un vârf foarte larg cu un wavenumber în apropiere de 3500, potrivit Michigan Universitate de stat. Dacă compusul sintetizat nu conține grupe alcoolice (cunoscute și sub denumirea de grupări hidroxil), acest vârf poate indica prezența inadvertentă a apei în probă, o eroare frecventă a studenților în laborator.