La spettroscopia infrarossa, nota anche come spettroscopia IR, può rivelare le strutture di composti chimici legati covalentemente come i composti organici. In quanto tale, per studenti e ricercatori che sintetizzano questi composti in laboratorio, diventa un utile strumento per verificare i risultati di un esperimento. Diversi legami chimici assorbono frequenze diverse dell'infrarosso e la spettroscopia a infrarossi mostra vibrazioni a quelle frequenze (visualizzate come "numeri d'onda") a seconda del tipo di legame.

Funzione

La spettroscopia a infrarossi serve come un utile strumento nella cassetta degli attrezzi del farmacista per identificare i composti. Non fornisce l'esatta struttura di un composto, ma piuttosto mostra l'identità dei gruppi funzionali, o parti, in una molecola - i diversi segmenti della composizione della molecola. Come tale strumento inesatto, la spettroscopia IR funziona meglio se utilizzata in combinazione con altre forme di analisi come la determinazione del punto di fusione.

Nella chimica professionale, l'IR è andato in gran parte fuori moda, sostituito da metodi più istruttivi come NMR (spettroscopia a risonanza magnetica nucleare). Gode ​​ancora di un uso frequente nei laboratori degli studenti, poiché la spettroscopia IR rimane utile per identificare importanti caratteristiche delle molecole sintetizzate negli esperimenti di laboratorio degli studenti, secondo la Colorado University Boulder.

Metodo

Generalmente, il chimico macina un campione solido con una sostanza come il bromuro di potassio (che, come composto ionico, non si rivela nella spettroscopia IR) e lo colloca in un dispositivo speciale per consentire al sensore di risplendere attraverso di esso. A volte lei o lui mescola campioni solidi con solventi come olio minerale (che fornisce una lettura limitata e nota nella stampa IR) per utilizzare il metodo liquido, che prevede il posizionamento di un campione tra due piastre di sale pressato (NaCl, sodio cloruro) per consentire la luce infrarossa a brillare, secondo la Michigan State University.

Significato

Quando la luce o radiazione infrarossa colpisce una molecola, i legami nella molecola assorbono l'energia dell'infrarosso e rispondono vibrando. Comunemente, gli scienziati chiamano i diversi tipi di vibrazioni che si flettono, si allungano, oscillano o sfigliando.

Secondo Michele Sherban-Kline dell'Università di Yale, uno spettrometro IR ha una sorgente, un sistema ottico, un rivelatore e un amplificatore. La sorgente emette raggi infrarossi; il sistema ottico muove questi raggi nella direzione corretta; il rivelatore osserva i cambiamenti nella radiazione infrarossa e l'amplificatore migliora il segnale del rivelatore.

Tipi

A volte gli spettrometri usano raggi singoli di infrarossi e quindi li dividono in lunghezze d'onda del componente; altri design usano due fasci separati e usano la differenza tra quei raggi dopo che uno ha attraversato il campione per fornire informazioni sul campione. Gli spettrometri vecchio stile hanno amplificato otticamente il segnale, e gli spettrometri moderni utilizzano l'amplificazione elettronica per lo stesso scopo, secondo Michele Sherban-Kline dell'Università di Yale.

Identificazione

La spettroscopia IR identifica le molecole in base alle loro gruppi funzionali. Il chimico che usa la spettroscopia IR può usare una tabella o un grafico per identificare questi gruppi. Ogni gruppo funzionale ha un diverso "numero d'onda", elencato in centimetri inversi, e un aspetto tipico, ad esempio, l'estensione di un gruppo OH, come quella dell'acqua o dell'alcool, occupa un picco molto ampio con un numero d'onda vicino a 3500, secondo alla Michigan State University. Se il composto sintetizzato non contiene alcun gruppo alcolico (noto anche come gruppo idrossile) questo picco può indicare la presenza involontaria di acqua nel campione, errore comune dello studente in laboratorio.