Az infravörös spektroszkópia, más néven IR spektroszkópia feltárhatja a kovalensen kötött kémiai vegyületek, például szerves vegyületek szerkezetét. Mint ilyen, azoknak a hallgatóknak és kutatóknak, akik ezeket a vegyületeket laboratóriumban szintetizálják, hasznos eszközzé válik a kísérlet eredményeinek ellenőrzésére. A különböző kémiai kötések elnyelik az infravörös különböző frekvenciáit, és az infravörös spektroszkópia a kötés típusától függően ezen a frekvencián (hullámszámként jelenik meg) mutatja a rezgéseket.
Funkció
Az infravörös spektroszkópia a vegyészek eszköztárában hasznos eszközként szolgál a vegyületek azonosításához. Nem adja meg a vegyület pontos szerkezetét, inkább megmutatja a molekulában lévő funkcionális csoportok vagy csoportok azonosságát - a molekula összetételének különböző szegmenseit. Ilyen pontatlan eszközként az IR-spektroszkópia akkor működik a legjobban, ha más elemzési formákkal, például olvadáspont-meghatározással együtt alkalmazzák.
A professzionális kémia területén az IR nagymértékben kiment a divatból, helyébe informatívabb módszerek léptek, mint például az NMR (magmágneses rezonancia) spektroszkópia. A hallgatói laboratóriumokban továbbra is gyakran használják, mivel az IR-spektroszkópia továbbra is hasznos az azonosításhoz a hallgatói laboratóriumi kísérletek során szintetizált molekulák fontos jellemzői a Colorado Egyetem szerint Szikladarab.
Módszer
Általában a vegyész szilárd mintát őröl egy olyan anyaggal, mint a kálium-bromid (amely ionosként vegyület, nem jelenik meg infravörös spektroszkópiában), és egy speciális eszközbe helyezi, hogy az érzékelő ragyoghasson azon keresztül. Néha a szilárd mintákat oldószerekkel, például ásványi olajjal keveri (ami az infravörös nyomtatásban korlátozott, ismert olvasmányt ad), hogy folyékony módszert alkalmazzon. Michigan állam szerint egy mintát helyeznek két préselt só (NaCl, nátrium-klorid) közé, hogy az infravörös fény átsugározzon Egyetemi.
Jelentőség
Amikor az infravörös „fény” vagy sugárzás eltalál egy molekulát, a molekulában lévő kötések elnyelik az infravörös energiáját és rezgéssel reagálnak. A tudósok általában a különböző típusú rezgéseket hajlításnak, nyújtásnak, ringatásnak vagy ollósnak nevezik.
Michele Sherban-Kline, a Yale-i Egyetem szerint az IR-spektrométer rendelkezik forrással, optikai rendszerrel, detektorral és erősítővel. A forrás infravörös sugarakat bocsát ki; az optikai rendszer ezeket a sugarakat a helyes irányba mozgatja; az érzékelő megfigyeli az infravörös sugárzás változását, és az erősítő javítja az érzékelő jelét.
Típusok
Néha a spektrométerek egyetlen infravörös sugarat használnak, majd összetevő hullámhosszakra osztják fel őket; más tervek két külön gerendát használnak, és a gerendák közötti különbséget használják, miután az egyik áthaladt a mintán, hogy információt szolgáltassanak a mintáról. A régimódi spektrométerek optikailag felerősítik a jelet, a modern spektrométerek pedig elektronikus erősítést használnak ugyanarra a célra - állítja Michele Sherban-Kline a Yale Egyetemen.
Azonosítás
Az IR spektroszkópia a molekulákat funkcionális csoportjaik alapján azonosítja. Az infravörös spektroszkópiát használó vegyész táblázat vagy diagram segítségével azonosíthatja ezeket a csoportokat. Minden funkcionális csoportnak van egy másik „hullámszáma”, inverz centiméterben felsorolva, és tipikus megjelenése van - például egy A Michigan Állami Egyetem adatai szerint az O-H csoport, például a víz vagy az alkohol, nagyon széles csúcsot foglal el, hullámszáma közel 3500. Ha a szintetizált vegyület nem tartalmaz alkoholcsoportokat (más néven hidroxilcsoportokat), akkor ezt csúcs jelezheti a víz véletlen jelenlétét a mintában, ami gyakori hallgatói hiba a mintában laboratórium.