Infracrvena spektroskopija, također poznata i kao IR spektroskopija, može otkriti strukture kovalentno vezanih kemijskih spojeva poput organskih spojeva. Kao takav, studentima i istraživačima koji sintetiziraju ove spojeve u laboratoriju, on postaje koristan alat za provjeru rezultata eksperimenta. Različite kemijske veze apsorbiraju različite frekvencije infracrvene svjetlosti, a infracrvena spektroskopija prikazuje vibracije na tim frekvencijama (prikazane kao 'valovni brojevi'), ovisno o vrsti veze.
Funkcija
Infracrvena spektroskopija služi kao jedan od korisnih alata u kemijskom alatu za prepoznavanje spojeva. Ne daje točnu strukturu spoja, već prikazuje identitet funkcionalnih skupina ili dijelova u molekuli - različitih segmenata molekulskog sastava. Kao takav netočan alat, IR spektroskopija najbolje djeluje kada se koristi zajedno s drugim oblicima analize poput određivanja tališta.
U profesionalnoj kemiji IR je uglavnom izašao iz mode, zamijenjen informativnijim metodama poput NMR (nuklearno-magnetske rezonancije) spektroskopije. I dalje uživa čestu uporabu u studentskim laboratorijima, jer IR spektroskopija ostaje korisna u identificiranju važne karakteristike molekula sintetiziranih u pokusima studentskog laboratorija, prema Sveučilištu Colorado Boulder.
Metoda
Općenito, kemičar samelje čvrsti uzorak s tvari poput kalijevog bromida (koja kao ionska spoj, ne prikazuje se u IR spektroskopiji) i stavlja ga u poseban uređaj koji omogućuje senzoru da sja kroz to. Ponekad ona ili on miješa čvrste uzorke s otapalima poput mineralnog ulja (što daje ograničeno, poznato očitanje u IR ispisu) kako bi se koristila tekuća metoda, koja uključuje stavljanje uzorka između dvije ploče prešane soli (NaCl, natrijev klorid) kako bi infracrvena svjetlost mogla svijetliti, prema državi Michigan Sveučilište.
Značaj
Kad infracrveno „svjetlo“ ili zračenje pogodi molekulu, veze u molekuli apsorbiraju infracrvenu energiju i reagiraju vibracijom. Znanstvenici obično različite vrste vibracija nazivaju savijanjem, istezanjem, ljuljanjem ili makazanjem.
Prema Micheleu Sherban-Klineu sa sveučilišta Yale, IR spektrometar ima izvor, optički sustav, detektor i pojačalo. Izvor odaje infracrvene zrake; optički sustav pomiče te zrake u ispravnom smjeru; detektor promatra promjene infracrvenog zračenja, a pojačalo poboljšava signal detektora.
Vrste
Ponekad spektrometri koriste pojedinačne zrake infracrvene svjetlosti, a zatim ih dijele na valne duljine komponenata; drugi dizajni koriste dvije odvojene grede i koriste razliku između tih zraka nakon što je jedna prošla kroz uzorak kako bi pružila informacije o uzorku. Staromodni spektrometri pojačavaju signal optički, a moderni spektrometri koriste elektroničko pojačanje u istu svrhu, prema Michele Sherban-Kline sa sveučilišta Yale.
Identifikacija
IR spektroskopija identificira molekule na temelju njihovih funkcionalnih skupina. Kemičar koji koristi IR spektroskopiju može se pomoću tablice ili grafikona identificirati ove skupine. Svaka funkcionalna skupina ima drugačiji "valni broj", naveden u obrnutim centimetrima, i tipičan izgled - na primjer, istegnutost Skupina O-H, poput one vode ili alkohola, zauzima vrlo širok vrh s valnim brojem blizu 3500, prema Sveučilištu Michigan. Ako sintetizirani spoj ne sadrži alkoholne skupine (poznate i kao hidroksilne skupine), to Vrh može ukazivati na nenamjernu prisutnost vode u uzorku, uobičajenu studentsku pogrešku u laboratorija.