Spectroscopia în infraroșu, cunoscută și sub numele de spectroscopie IR, poate dezvălui structurile compușilor chimici legați covalent, cum ar fi compușii organici. Ca atare, pentru studenți și cercetători care sintetizează acești compuși în laborator, acesta devine un instrument util pentru verificarea rezultatelor unui experiment. Diferite legături chimice absorb frecvențe diferite de infraroșu, iar spectroscopia în infraroșu prezintă vibrații la acele frecvențe (afișate ca „numere de undă”) în funcție de tipul de legătură.
Funcţie
Spectroscopia cu infraroșu servește ca un instrument util în cutia de instrumente a chimistului pentru identificarea compușilor. Nu oferă structura exactă a unui compus, ci mai degrabă arată identitatea grupurilor funcționale sau a fragmentelor dintr-o moleculă - diferitele segmente ale compoziției moleculei. 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 chimia profesională, IR a ieșit în mare parte din modă, înlocuită de metode mai informative precum spectroscopia RMN (rezonanță magnetică nucleară). Se bucură încă de o utilizare frecventă în laboratoarele studențești, deoarece spectroscopia IR rămâne utilă în identificare caracteristici importante ale moleculelor sintetizate în experimentele de laborator ale studenților, potrivit Universității Colorado Bolovan.
Metodă
În general, chimistul macină o probă solidă cu o substanță precum bromura de potasiu (care, ca ionic compus, nu apare în spectroscopie IR) și îl plasează într-un dispozitiv special pentru a permite senzorului să strălucească prin ea. Uneori ea sau el amestecă probe solide cu solvenți precum uleiul mineral (ceea ce oferă o citire limitată și cunoscută în tipărirea IR) pentru a utiliza metoda lichidului, care presupune plasarea unei probe între două plăci de sare presată (NaCI, clorură de sodiu) pentru a permite luminii infraroșii să strălucească, potrivit statului Michigan Universitate.
Semnificaţie
Când „lumina” sau radiația în infraroșu lovește o moleculă, legăturile din moleculă absorb energia infraroșu și răspund prin vibrații. În mod obișnuit, oamenii de știință numesc diferitele tipuri de vibrații îndoire, întindere, balansare sau foarfecă.
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 deplasează aceste raze în direcția corectă; detectorul observă modificările radiației infraroșii, iar amplificatorul îmbunătățește semnalul detectorului.
Tipuri
Uneori spectrometrele folosesc fascicule unice de infraroșu și apoi le împart în lungimi de undă componente; alte modele utilizează două grinzi separate și folosesc diferența dintre aceste grinzi după ce una a trecut prin eșantion pentru a oferi informații despre eșantion. Spectrometrele de modă veche au amplificat semnalul optic, iar spectrometrele moderne folosesc amplificarea electronică în același scop, potrivit Michele Sherban-Kline de la Universitatea Yale.
Identificare
Spectroscopia IR identifică moleculele pe baza grupelor lor funcționale. Chimistul care folosește spectroscopia IR poate utiliza un tabel sau o diagramă 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 Grupul O-H, cum ar fi cel al apei sau al alcoolului, ocupă un vârf foarte larg, cu un număr de undă de aproape 3500, potrivit Universității de Stat din Michigan. Dacă compusul sintetizat nu conține grupări alcoolice (cunoscute și sub numele de grupări hidroxil), acest lucru vârful poate indica prezența accidentală a apei în eșantion, o eroare obișnuită a elevilor în laborator.
