Použití IR spektroskopie

Absorpce infračerveného záření přináší změny v molekulární vibrace, takže při studiu infračervené spektroskopie jsme při pohledu na způsoby, v nichž vazeb v molekulách vibrují (viz video v předchozí části).

Velikost atomu, délka vazby a síla se liší v molekulách, takže frekvence, při které určitá vazba absorbuje infračervené záření, se bude lišit v rozsahu vazeb a režimů vibrací. Měření absorpce infračerveného záření materiálem poskytuje velmi užitečné informace o struktuře.

protože žádné dvě organické sloučeniny nemají stejné IR spektrum, lze sloučeninu s jistotou identifikovat porovnáním jejího spektra se spektrem známé čisté sloučeniny. Pokud jsou totožné, pak jsou jedno a totéž.

elektromagnetické spektrum pokrývá velmi široký rozsah vlnových délek, a proto se v různých oblastech používají různé jednotky.

pro velmi krátké vlnové délky jsou preferovány nanometry (1 nm = 10-9 m).

V infračervené oblasti, vlnové délky mohou být vyjádřeny v mikronech (µm).Wavenumbers jsou počet vln na cm a jsou často označovány jako reciproční centimetry (cm-1):

V typické spektrum C – H absorpce se vyskytuje na 3000 cm-1 při C = O absorpci dochází při 1740 cm-1 při nižším vlnočtu, vyšší frekvence a vyšší energie než C – H valenční vibrace.

POZOR: Organické chemiky volně odkazovat na vlnočtu jako „frekvence“, a tak v knihách a jiných zdrojích můžete vidět spektrum označené jako „frekvence (cm-1)“.

široce používaný ve výzkumu i průmyslu, infračervená spektroskopie je jednoduchá a spolehlivá technika používaná pro různé měření a kontrolu kvality. To je zvláště užitečné ve forenzní vědě jak v trestních, tak v občanskoprávních věcech. Spektrometry jsou nyní malé a lze je snadno přepravovat, a to i pro použití v polních pokusech. S rostoucí pokrok v nové technologie, vzorky v roztoku lze nyní přesně měřit (voda vytváří široký absorbance v celém rozsahu zájmů, a tak se vykreslí spektrum nečitelný bez této nové technologie).

Některé nástroje bude také automaticky řekne, jaké látky je odkazování do obchodu tisíce spekter, které se konalo v úložišti.
měřením na konkrétní frekvenci v průběhu času lze měřit změny charakteru nebo množství konkrétní vazby. To je zvláště užitečné například při měření stupně polymerace při výrobě polymerů nebo při identifikaci degradace polymeru.
průběh vzniku epoxidové pryskyřice je zpevněn amin, síťovací činidlo může být monitorována pomocí pozorování vzniku hydroxy skupiny ve spektru polymerizační vzorku (nebo zmizení epoxidové skupiny).

moderní výzkumné přístroje mohou provádět infračervená měření v celém rozsahu zájmu až 32krát za sekundu. To lze provést při současném měření pomocí jiných technik. Díky tomu je pozorování chemických reakcí a procesů rychlejší a přesnější. Infračervená spektroskopie byla velmi úspěšná pro aplikace v organické i anorganické chemii.

druhý typ IR spektrometr je disperzní spektrometr. Otočné zrcadlo, M dočasně odráží referenční paprsek směrem k optice stroje, zatímco blokuje paprsek vzorku. Referenční paprsek a vzorkovací paprsek jsou střídavě blokovány a odrazeny. Difrakční mřížka rozptyluje IR na spektrum vlnových délek a tato řada se odráží na detektoru. Termočlánek převádí různé vlnové délky IR, které jej dosahují, na signál, který je reprezentován jako spektrum. Rozdíl mezi referenčními a vzorkovými signály ukazuje, které části spektra byly vzorkem absorbovány.

Další typ IR spektrometr je Fourierova Transformace (FT) spektrometru. Ve spektrometru FT se místo difrakční mřížky používá interferometr. Všechny frekvence (nebo vlnové délky, ν ~ 1/λ) dosáhnou detektoru současně. Spektrum se získá matematickým výpočtem (Fourierova transformace). Ft spektrometr je citlivější, přesnější a přesnější než disperzní spektrometr.