az IR spektroszkópia használata

Az infravörös sugárzás abszorpciója változásokat idéz elő a molekuláris rezgésekben, így az infravörös spektroszkópia tanulmányozása során azt vizsgáljuk, hogy a molekulák kötései hogyan rezegnek (lásd a videót az előző szakaszban).

Az Atom mérete, a kötés hossza és erőssége molekulákban változik, így az a frekvencia, amellyel egy adott kötés elnyeli az infravörös sugárzást, különböző lesz a kötések és a rezgésmódok tartományában. Az infravörös sugárzás anyag általi abszorpciójának mérése nagyon hasznos információkat nyújt a szerkezetről.

mivel két szerves vegyületnek nincs azonos IR spektruma, egy vegyület bizonyossággal azonosítható, ha összehasonlítjuk spektrumát egy ismert tiszta vegyület spektrumával. Ha azonosak, akkor ugyanazok.

az elektromágneses spektrum a hullámhossz nagyon széles tartományát fedi le, ezért különböző régiókban különböző egységeket használnak.

nagyon rövid hullámhosszak esetén a nanométerek (1 nm = 10-9 m) előnyösek.

az infravörös tartományban a hullámhosszak mikronban ( ++ ) fejezhetők ki.A hullámszámok a hullámok száma cm-enként, és gyakran kölcsönös centiméternek (cm-1)nevezik őket:

egy tipikus spektrumban a C-H abszorpció 3000 cm-1 – nél, míg a C = O abszorpció 1740 cm-1-nél alacsonyabb hullámszámnál, magasabb frekvenciánál és magasabb energiánál fordul elő, mint a C-H nyújtó rezgés.

NB: a szerves vegyészek lazán” frekvenciának “nevezik a hullámszámokat, így könyvekben és más forrásokban”frekvencia (cm-1)” címkével ellátott spektrumokat láthatnak.

széles körben használják mind a kutatás és az ipar, infravörös spektroszkópia egy egyszerű és megbízható technika használják a különböző mérések és a minőség-ellenőrzés. Különösen hasznos az igazságügyi tudományban mind büntető -, mind polgári ügyekben. A spektrométerek ma már kicsik, és könnyen szállíthatók, még terepi kísérletekhez is. Az új technológia növekvő fejlődésével az oldatban lévő minták most már pontosan mérhetők (a víz széles abszorbanciát eredményez az érdeklődésre számot tartó tartományban, és így a spektrumokat olvashatatlanná teszi ezen új technológia nélkül).

egyes műszerek automatikusan megmondják, hogy mi az anyag, ha több ezer spektrumot tárolnak.
Az idő múlásával meghatározott frekvencián történő méréssel meg lehet mérni egy adott kötés karakterének vagy mennyiségének változását. Ez különösen hasznos a polimerizáció mértékének mérésére a polimergyártás során, vagy például a polimer lebomlásának azonosítására.
az amin keresztkötő szerrel edzett epoxigyanta képződésének előrehaladását a polimerizáló minta spektrumában lévő hidroxicsoport megjelenésének megfigyelésével (vagy egy epoxicsoport eltűnésével) lehet nyomon követni.

a Modern kutatási eszközök másodpercenként akár 32-szer is képesek infravörös méréseket végezni a teljes érdeklődési tartományban. Ezt úgy lehet elvégezni, hogy egyidejű méréseket végeznek más technikákkal. Ez gyorsabbá és pontosabbá teszi a kémiai reakciók és folyamatok megfigyelését. Az infravörös spektroszkópia rendkívül sikeres volt mind a szerves, mind a szervetlen kémia területén.

az IR spektrométer második típusa egy diszperzív spektrométer. Az M forgó tükör ideiglenesen tükrözi a referenciasugarat a gép optikája felé, miközben blokkolja a mintasugarat. A referenciasugár és a mintasugár felváltva blokkolódik és visszaverődik. A diffrakciós rács diszpergálja az IR-t a hullámhossz spektruma; ez a sorozat tükröződik az érzékelőn. A hőelem átalakítja az azt elérő IR különböző hullámhosszait egy olyan jelre, amely spektrum formájában jelenik meg. A referenciajelek és a mintajelek közötti különbség azt mutatja, hogy a spektrum mely részeit nyelte el a minta.

Az IR-spektrométer másik típusa a Fourier-transzformáció (FT) spektrométer. Az FT spektrométerben diffrakciós rács helyett interferométert használnak. Az összes frekvencia (vagy hullámhossz, ~ 1/) egyszerre éri el a detektort. A spektrumot matematikai számítással (Fourier-transzformáció) kapjuk. Az FT spektrométer érzékenyebb, pontosabb és pontosabb, mint egy diszperzív spektrométer.