Како функционише ИР спектроскопија?

Инфрацрвена спектроскопија, позната и као ИР спектроскопија, може открити структуре ковалентно везаних хемијских једињења као што су органска једињења. Као такав, студентима и истраживачима који синтетишу ова једињења у лабораторији постаје корисно средство за верификацију резултата експеримента. Различите хемијске везе апсорбују различите фреквенције инфрацрвеног, а инфрацрвена спектроскопија приказује вибрације на тим фреквенцијама (приказане као „таласни бројеви“) у зависности од врсте везе.

Инфрацрвена спектроскопија служи као једно корисно средство у хемичарском алату за идентификацију једињења. Не даје тачну структуру једињења, већ показује идентитет функционалних група или делова молекула - различитих сегмената састава молекула. Као такав нетачан алат, ИР спектроскопија најбоље функционише када се користи заједно са другим облицима анализе као што је одређивање тачке топљења.

У професионалној хемији ИР је углавном изашао из моде, заменивши га информативнијим методама попут НМР (нуклеарно-магнетна резонанца) спектроскопија. И даље ужива у честој употреби у студентским лабораторијама, јер ИР спектроскопија остаје корисна у идентификацији важне карактеристике молекула синтетисаних у експериментима студентских лабораторија, према Универзитету у Колораду Боулдер.

Генерално, хемичар меље чврсти узорак са супстанцом попут калијум бромида (која као јонски једињење, не појављује се у ИР спектроскопији) и ставља га у посебан уређај који омогућава сензору да сија кроз њега. Понекад она или он меша чврсте узорке са растварачима попут минералног уља (што даје ограничено, познато очитавање у ИР испису) да би користили течни метод, који укључује стављање узорка између две плоче пресоване соли (НаЦл, натријум хлорид) како би инфрацрвена светлост могла да светли, према држави Мицхиган Универзитет.

Када инфрацрвена „светлост“ или зрачење погоди молекул, везе у молекулу апсорбују инфрацрвену енергију и реагују вибрацијом. Научници уобичајено називају различите врсте вибрација савијањем, истезањем, љуљањем или маказама.

Према Мицхеле Схербан-Клине са Универзитета Иале, ИЦ спектрометар има извор, оптички систем, детектор и појачало. Извор одаје инфрацрвене зраке; оптички систем помера ове зраке у исправном смеру; детектор примећује промене у инфрацрвеном зрачењу, а појачало побољшава сигнал детектора.

Понекад спектрометри користе појединачне зраке инфрацрвеног зрака, а затим их деле на таласне дужине компонената; други дизајни користе две одвојене греде и користе разлику између тих греда након што је једна прошла кроз узорак да би пружила информације о узорку. Старомодни спектрометри су оптички појачавали сигнал, а модерни спектрометри користе електронско појачање у исту сврху, према Мицхеле Схербан-Клине са Универзитета Иале.

ИР спектроскопија идентификује молекуле на основу њихових функционалних група. Хемичар који користи ИР спектроскопију може да користи табелу или графикон за идентификацију ових група. Свака функционална група има другачији „таласни број“, наведен у обрнутим центиметрима, и типичан изглед - на пример, истегнутост О-Х група, попут воде или алкохола, заузима врло широк врх са таласним бројем близу 3500, према Државном универзитету Мицхиган. Ако синтетизовано једињење не садржи алкохолне групе (познате и као хидроксилне групе), ово Врх може указивати на нехотично присуство воде у узорку, честа грешка ученика у лабораторија.