Infrardeča spektroskopija, znana tudi kot IR spektroskopija, lahko razkrije strukture kovalentno vezanih kemičnih spojin, kot so organske spojine. Tako študentom in raziskovalcem, ki te spojine sintetizirajo v laboratoriju, postane koristno orodje za preverjanje rezultatov eksperimenta. Različne kemične vezi absorbirajo različne frekvence infrardeče, infrardeča spektroskopija pa prikazuje vibracije na teh frekvencah (prikazane kot "valovne številke"), odvisno od vrste vezi.
Funkcija
Infrardeča spektroskopija je uporabno orodje v kemijski zbirki orodij za prepoznavanje spojin. Ne daje natančne strukture spojine, temveč prikazuje identiteto funkcionalnih skupin ali delov molekule - različnih segmentov molekulske sestave. Kot tako nenatančno orodje IR spektroskopija deluje najbolje, kadar se uporablja skupaj z drugimi oblikami analize, kot je določanje tališča.
V poklicni kemiji je IR v veliki meri izšel iz mode in so ga nadomestile bolj informativne metode, kot je NMR (jedrska magnetna resonanca) spektroskopija. Še vedno se pogosto uporablja v študentskih laboratorijih, saj je IR spektroskopija še vedno koristna pri prepoznavanju pomembne značilnosti molekul, sintetiziranih v poskusih študentskega laboratorija, po navedbah univerze v Koloradu Boulder.
Metoda
Na splošno kemik zmelje trden vzorec s snovjo, kot je kalijev bromid (ki kot ionsko spojina, se v IR spektroskopiji ne prikaže) in jo postavi v posebno napravo, ki omogoča senzorju, da sije skozi. Včasih ona ali on zmeša trdne vzorce s topili, kot je mineralno olje (kar daje v IR izpisu omejeno, znano vrednost), da uporabi tekočo metodo, ki vključuje namestitev vzorca med dve ploščici stisnjene soli (NaCl, natrijev klorid), da se lahko infrardeča svetloba sveti, po navedbah države Michigan Univerza.
Pomembnost
Ko infrardeča "svetloba" ali sevanje zadene molekulo, vezi v molekuli absorbirajo infrardečo energijo in reagirajo z vibriranjem. Znanstveniki običajno imenujejo različne vrste vibracij upogibanje, raztezanje, zibanje ali škarje.
Po besedah Micheleja Sherban-Klinea z univerze Yale ima IR spektrometer vir, optični sistem, detektor in ojačevalnik. Vir oddaja infrardeče žarke; optični sistem te žarke premika v pravilno smer; detektor opazi spremembe v infrardečem sevanju, ojačevalnik pa izboljša signal detektorja.
Vrste
Včasih spektrometri uporabljajo posamezne infrardeče žarke in jih nato razdelijo na valovne dolžine komponent; drugi modeli uporabljajo dva ločena žarka in uporabljajo razliko med njimi, ko gre en skozi vzorec, da podajo informacije o vzorcu. Staromodni spektrometri so signal optično ojačali, sodobni spektrometri pa za isti namen uporabljajo elektronsko ojačanje, pravi Michele Sherban-Kline z univerze Yale.
Identifikacija
IR spektroskopija identificira molekule na podlagi njihovih funkcionalnih skupin. Kemik, ki uporablja IR spektroskopijo, lahko s pomočjo tabele ali grafikona prepozna te skupine. Vsaka funkcionalna skupina ima drugačno "valovno število", navedeno v obratnih centimetrih, in tipičen videz - na primer odsek Skupina O-H, kot je voda ali alkohol, zavzema zelo širok vrh z valovnim številom blizu 3500, po podatkih Michigan State University. Če sintetizirana spojina ne vsebuje nobenih alkoholnih skupin (znanih tudi kot hidroksilne skupine), to vrh lahko kaže na nenamerno prisotnost vode v vzorcu, kar je pogosta napaka študenta v laboratorij.