IR Spektroskopisi Nasıl Çalışır?

IR spektroskopisi olarak da bilinen kızılötesi spektroskopi, organik bileşikler gibi kovalent olarak bağlı kimyasal bileşiklerin yapılarını ortaya çıkarabilir. Bu nedenle, laboratuvarda bu bileşikleri sentezleyen öğrenciler ve araştırmacılar için, bir deneyin sonuçlarını doğrulamak için yararlı bir araç haline gelir. Farklı kimyasal bağlar, farklı kızılötesi frekanslarını emer ve kızılötesi spektroskopisi, bağ türüne bağlı olarak bu frekanslarda ('dalga sayıları' olarak gösterilen) titreşimleri gösterir.

Kızılötesi spektroskopi, bileşikleri tanımlamak için kimyagerin araç kutusunda yararlı bir araç olarak hizmet eder. Bir bileşiğin tam yapısını vermez, daha ziyade bir moleküldeki fonksiyonel grupların veya kısımların kimliğini gösterir - molekülün bileşiminin farklı segmentleri. Kesin olmayan bir araç olarak IR spektroskopisi, erime noktası belirleme gibi diğer analiz biçimleriyle birlikte kullanıldığında en iyi sonucu verir.

Profesyonel kimyada, IR büyük ölçüde modası geçmiş, yerini NMR (nükleer manyetik rezonans) spektroskopisi gibi daha bilgilendirici yöntemler almıştır. IR spektroskopisi tanımlamada yararlı olmaya devam ettiğinden, öğrenci laboratuvarlarında hala sık kullanıma sahiptir. Colorado Üniversitesi'ne göre öğrenci laboratuvar deneylerinde sentezlenen moleküllerin önemli özellikleri Aşınmış kaya parçası.

Genellikle, kimyager katı bir numuneyi potasyum bromür gibi bir maddeyle (iyonik olarak bileşik, IR spektroskopisinde görünmez) ve sensörün parlamasını sağlamak için özel bir cihaza yerleştirir içinden. Bazen sıvı yöntemini kullanmak için katı numuneleri mineral yağ gibi çözücülerle (Kızılötesi çıktısında sınırlı, bilinen bir okuma verir) karıştırır. Michigan State'e göre kızılötesi ışığın parlamasına izin vermek için iki tabak preslenmiş tuz (NaCl, sodyum klorür) arasına bir numune yerleştirmeyi içerir. Üniversite.

Kızılötesi 'ışık' veya radyasyon bir moleküle çarptığında, moleküldeki bağlar kızılötesi enerjiyi emer ve titreşerek yanıt verir. Genellikle bilim adamları, farklı titreşim türlerini bükme, germe, sallama veya makaslama olarak adlandırır.

Yale Üniversitesi'nden Michele Sherban-Kline'a göre, bir IR spektrometresinin bir kaynağı, bir optik sistemi, bir dedektörü ve bir yükselticisi vardır. Kaynak kızılötesi ışınlar yayar; optik sistem bu ışınları doğru yönde hareket ettirir; dedektör kızılötesi radyasyondaki değişiklikleri gözlemler ve amplifikatör dedektör sinyalini iyileştirir.

Bazen spektrometreler tekli kızılötesi ışınlar kullanır ve ardından bunları bileşen dalga boylarına böler; diğer tasarımlar iki ayrı kiriş kullanır ve numune hakkında bilgi vermek için numuneden geçtikten sonra bu kirişler arasındaki farkı kullanır. Yale Üniversitesi'nden Michele Sherban-Kline'a göre eski moda spektrometreler sinyali optik olarak güçlendirdi ve modern spektrometreler de aynı amaç için elektronik amplifikasyonu kullanıyor.

IR spektroskopisi, molekülleri fonksiyonel gruplarına göre tanımlar. IR spektroskopisi kullanan kimyager, bu grupları tanımlamak için bir tablo veya çizelge kullanabilir. Her fonksiyonel grup, ters santimetre olarak listelenen farklı bir "dalga numarasına" ve tipik bir görünüme sahiptir - örneğin, bir Michigan State Üniversitesi'ne göre, su veya alkol gibi O-H grubu, 3500'e yakın bir dalga sayısı ile çok geniş bir zirveye sahiptir. Sentezlenen bileşik herhangi bir alkol grubu içermiyorsa (hidroksil grupları olarak da bilinir) bu tepe noktası numunede yanlışlıkla suyun varlığını gösterebilir, bu da örnekte yaygın bir öğrenci hatasıdır. laboratuvar.