Infrapunaspektroskopia, joka tunnetaan myös nimellä IR-spektroskopia, voi paljastaa kovalenttisesti sitoutuneiden kemiallisten yhdisteiden, kuten orgaanisten yhdisteiden, rakenteet. Sellaisena opiskelijoille ja tutkijoille, jotka syntetisoivat näitä yhdisteitä laboratoriossa, siitä tulee hyödyllinen työkalu kokeen tulosten tarkistamiseksi. Erilaiset kemialliset sidokset absorboivat infrapunan eri taajuuksia, ja infrapunaspektroskopia näyttää värähtelyt näillä taajuuksilla (näytetään aaltolukuina) sidoksen tyypistä riippuen.
Toiminto
Infrapunaspektroskopia toimii yhtenä hyödyllisenä työkaluna kemian työkalupakissa yhdisteiden tunnistamiseksi. Se ei anna yhdisteen tarkkaa rakennetta, vaan osoittaa funktionaalisten ryhmien tai osien identiteetin molekyylissä - molekyylin koostumuksen eri segmentit. Sellaisena epätarkkana työkaluna IR-spektroskopia toimii parhaiten, kun sitä käytetään yhdessä muiden analyysimuotojen, kuten sulamispisteen määrityksen, kanssa.
Ammatillisessa kemiassa IR on pitkälti mennyt muodista, korvattu informatiivisemmilla menetelmillä, kuten NMR (ydinmagneettinen resonanssi) spektroskopialla. Sitä nautitaan edelleen usein opiskelijalaboratorioissa, koska IR-spektroskopia on edelleen hyödyllinen tunnistamisessa tärkeät ominaisuudet molekyylien syntetisoidaan opiskelija lab kokeita, mukaan Colorado University Siirtolohkare.
Menetelmä
Yleensä kemisti jauhaa kiinteän näytteen kaliumbromidin kaltaisen aineen kanssa (joka ionisena yhdistettä, ei näy infrapunaspektroskopiassa) ja sijoittaa sen erityiseen laitteeseen anturin loistamiseksi sen läpi. Joskus hän sekoittaa kiinteät näytteet liuottimien, kuten mineraaliöljyn kanssa (mikä antaa rajoitetun, tunnetun lukeman infrapunatulostuksessa) nestemenetelmän käyttämiseksi, mikä sisältää näytteen sijoittamisen kahden puristetun suolan levyn (NaCl, natriumkloridi) väliin, jotta infrapunavalo loistaa läpi Michiganin osavaltion mukaan Yliopisto.
Merkitys
Kun infrapuna-valo tai säteily osuu molekyyliin, molekyylissä olevat sidokset absorboivat infrapunan energiaa ja reagoivat värisemällä. Yleensä tutkijat kutsuvat erityyppisiä värähtelyjä taivutukseksi, venyttelyksi, heiluttamiseksi tai saksiksi.
Michele Sherban-Klinen mukaan Yalen yliopistossa, IR-spektrometrillä on lähde, optinen järjestelmä, ilmaisin ja vahvistin. Lähde antaa infrapunasäteitä; optinen järjestelmä siirtää näitä säteitä oikeaan suuntaan; ilmaisin havaitsee infrapunasäteilyn muutokset ja vahvistin parantaa ilmaisinsignaalia.
Tyypit
Joskus spektrometrit käyttävät yksittäisiä infrapunasäteitä ja jakavat ne sitten komponenttien aallonpituuksiin; muissa malleissa käytetään kahta erillistä sädettä ja käytetään näiden säteiden välistä eroa sen jälkeen, kun yksi on läpäissyt näytteen, antamaan tietoa näytteestä. Vanhanaikaiset spektrometrit vahvistivat signaalia optisesti, ja modernit spektrometrit käyttävät elektronista vahvistusta samaan tarkoitukseen, Michele Sherban-Kline Yalen yliopistosta.
Henkilöllisyystodistus
IR-spektroskopia tunnistaa molekyylit niiden funktionaalisten ryhmien perusteella. IR-spektroskopiaa käyttävä kemisti voi käyttää taulukkoa tai kaaviota näiden ryhmien tunnistamiseen. Jokaisella funktionaalisella ryhmällä on erilainen aaltoluku, joka on ilmoitettu käänteis senttimetreinä, ja tyypillinen ulkonäkö - esimerkiksi Michigan State Universityn mukaan O-H-ryhmä, kuten vesi tai alkoholi, vie hyvin laajan huipun aallonmäärä lähellä 3500. Jos syntetisoitu yhdiste ei sisällä alkoholiryhmiä (tunnetaan myös nimellä hydroksyyliryhmät), tämä huippu voi osoittaa veden tahattoman esiintymisen näytteessä, mikä on yleinen opiskelijan virhe näytteessä laboratorio.