Bagaimana Spektroskopi IR Bekerja?

Spektroskopi inframerah, juga dikenal sebagai spektroskopi IR, dapat mengungkapkan struktur senyawa kimia yang terikat secara kovalen seperti senyawa organik. Dengan demikian, bagi mahasiswa dan peneliti yang mensintesis senyawa ini di laboratorium, ini menjadi alat yang berguna untuk memverifikasi hasil percobaan. Ikatan kimia yang berbeda menyerap frekuensi inframerah yang berbeda, dan spektroskopi inframerah menunjukkan getaran pada frekuensi tersebut (ditampilkan sebagai 'bilangan gelombang') tergantung pada jenis ikatan.

Spektroskopi inframerah berfungsi sebagai salah satu alat yang berguna dalam kotak peralatan ahli kimia untuk mengidentifikasi senyawa. Ini tidak memberikan struktur yang tepat dari suatu senyawa, melainkan menunjukkan identitas kelompok fungsional, atau bagian, dalam molekul - segmen yang berbeda dari komposisi molekul. Sebagai alat yang tidak tepat, spektroskopi IR bekerja paling baik bila digunakan bersama dengan bentuk analisis lain seperti penentuan titik leleh.

Dalam kimia profesional, IR sebagian besar telah ketinggalan zaman, digantikan oleh metode yang lebih informatif seperti spektroskopi NMR (resonansi magnetik nuklir). Masih sering digunakan di laboratorium siswa, karena spektroskopi IR tetap berguna dalam mengidentifikasi karakteristik penting dari molekul yang disintesis dalam percobaan laboratorium siswa, menurut Universitas Colorado Batu besar.

Umumnya, ahli kimia menggiling sampel padat dengan zat seperti kalium bromida (yang, sebagai ionik) senyawa, tidak muncul dalam spektroskopi IR) dan menempatkannya di perangkat khusus untuk memungkinkan sensor bersinar melalui itu. Kadang-kadang dia mencampur sampel padat dengan pelarut seperti minyak mineral (yang memberikan pembacaan terbatas dan diketahui dalam cetakan IR) untuk menggunakan metode cair, yang melibatkan menempatkan sampel di antara dua piring garam yang ditekan (NaCl, natrium klorida) untuk memungkinkan cahaya inframerah bersinar, menurut Negara Bagian Michigan Universitas.

Ketika 'cahaya' atau radiasi inframerah mengenai molekul, ikatan dalam molekul menyerap energi inframerah dan merespons dengan bergetar. Umumnya, para ilmuwan menyebut berbagai jenis getaran membungkuk, meregangkan, mengayun atau menggunting.

Menurut Michele Sherban-Kline di Universitas Yale, spektrometer IR memiliki sumber, sistem optik, detektor, dan penguat. Sumbernya memancarkan sinar infra merah; sistem optik menggerakkan sinar-sinar ini ke arah yang benar; detektor mengamati perubahan radiasi inframerah, dan penguat meningkatkan sinyal detektor.

Kadang-kadang spektrometer menggunakan sinar inframerah tunggal dan kemudian membaginya menjadi panjang gelombang komponen; desain lain menggunakan dua balok terpisah dan menggunakan perbedaan antara balok-balok itu setelah satu melewati sampel untuk memberikan informasi tentang sampel. Spektrometer kuno memperkuat sinyal optik, dan spektrometer modern menggunakan amplifikasi elektronik untuk tujuan yang sama, menurut Michele Sherban-Kline di Universitas Yale.

Spektroskopi IR mengidentifikasi molekul berdasarkan gugus fungsinya. Ahli kimia yang menggunakan spektroskopi IR dapat menggunakan tabel atau bagan untuk mengidentifikasi kelompok ini. Setiap kelompok fungsional memiliki 'bilangan gelombang' yang berbeda, tercantum dalam sentimeter terbalik, dan penampilan yang khas—misalnya, bentangan suatu Gugus O-H, seperti air atau alkohol, menempati puncak yang sangat lebar dengan bilangan gelombang mendekati 3500, menurut Michigan State University. Jika senyawa yang disintesis tidak mengandung gugus alkohol (juga dikenal sebagai gugus hidroksil), ini puncak dapat menunjukkan adanya air yang tidak disengaja dalam sampel, kesalahan siswa yang umum dalam laboratorium.