Zawartość
Spektroskopia w podczerwieni, znana również jako spektroskopia w podczerwieni, może ujawnić struktury kowalencyjnie związanych związków chemicznych, takich jak związki organiczne. Jako taki, dla studentów i badaczy, którzy syntetyzują te związki w laboratorium, staje się użytecznym narzędziem do weryfikacji wyników eksperymentu. Różne wiązania chemiczne absorbują różne częstotliwości podczerwieni, a spektroskopia w podczerwieni pokazuje wibracje na tych częstotliwościach (wyświetlane jako liczby falowe) w zależności od rodzaju wiązania.
Funkcjonować
Spektroskopia w podczerwieni służy jako przydatne narzędzie w zestawie narzędzi dla chemików do identyfikacji związków. Nie podaje dokładnej struktury związku, ale raczej pokazuje tożsamość grup funkcjonalnych lub ugrupowań w cząsteczce - różnych segmentach składu cząsteczek. Jako takie niedokładne narzędzie, spektroskopia w podczerwieni działa najlepiej, gdy jest stosowana w połączeniu z innymi formami analizy, takimi jak wyznaczanie temperatury topnienia.
W chemii zawodowej podczerwień w dużej mierze wyszła z mody, zastąpiona bardziej pouczającymi metodami, takimi jak spektroskopia NMR (jądrowy rezonans magnetyczny). Nadal cieszy się częstym stosowaniem w studenckich laboratoriach, ponieważ spektroskopia w podczerwieni pozostaje przydatna w identyfikowaniu ważnych cech cząsteczek syntetyzowanych w studenckich eksperymentach laboratoryjnych, zgodnie z Colorado University Boulder.
metoda
Zasadniczo chemik miele stałą próbkę z substancją taką jak bromek potasu (który jako związek jonowy nie pojawia się w spektroskopii w podczerwieni) i umieszcza ją w specjalnym urządzeniu umożliwiającym świecenie czujnika. Czasami ona lub on miesza próbki stałe z rozpuszczalnikami, takimi jak olej mineralny (co daje ograniczony, znany odczyt na wyjściu IR), aby zastosować metodę płynną, która polega na umieszczeniu próbki między dwiema płytkami sprasowanej soli (NaCl, chlorek sodu), aby umożliwić światło podczerwone, przez które przebija światło, zgodnie z Michigan State University.
Znaczenie
Kiedy światło podczerwone lub promieniowanie uderza w cząsteczkę, wiązania w cząsteczce pochłaniają energię podczerwieni i reagują na wibracje. Zwykle naukowcy nazywają różne rodzaje wibracji zginaniem, rozciąganiem, kołysaniem lub nożycowaniem.
Według Michele Sherban-Kline z Yale University spektrometr IR ma źródło, układ optyczny, detektor i wzmacniacz. Źródło emituje promienie podczerwone; układ optyczny przesuwa te promienie we właściwym kierunku; detektor obserwuje zmiany promieniowania podczerwonego, a wzmacniacz poprawia sygnał detektora.
Rodzaje
Czasami spektrometry wykorzystują pojedyncze wiązki podczerwieni, a następnie dzielą je na długości fal składowych; inne projekty wykorzystują dwie oddzielne wiązki i wykorzystują różnicę między tymi wiązkami po przejściu przez próbkę, aby podać informacje o próbce. Według Michele Sherban-Kline z Yale University, staromodne spektrometry optycznie wzmacniają sygnał optycznie, a współczesne spektrometry wykorzystują wzmocnienie elektroniczne w tym samym celu.
Identyfikacja
Spektroskopia w podczerwieni identyfikuje cząsteczki na podstawie ich grup funkcyjnych. Chemik używający spektroskopii w podczerwieni może użyć tabeli lub wykresu do zidentyfikowania tych grup. Każda grupa funkcjonalna ma inną liczbę falową, wymienioną w odwrotnych centymetrach, i typowy wygląd - na przykład odcinek grupy OH, takiej jak woda lub alkohol, zajmuje bardzo szeroki szczyt o liczbie falowej około 3500, zgodnie z Michigan Uniwersytet stanowy. Jeśli zsyntetyzowany związek nie zawiera żadnych grup alkoholowych (znanych również jako grupy hydroksylowe), pik ten może wskazywać na nieumyślną obecność wody w próbce, co jest częstym błędem studenta w laboratorium.