utilizări ale spectroscopiei IR
absorbția radiației infraroșii aduce modificări ale vibrațiilor moleculare, astfel încât în studierea spectroscopiei infraroșii analizăm modurile în care legăturile din molecule vibrează (vezi video în secțiunea anterioară).
dimensiunea atomului, lungimea legăturii și puterea variază în molecule și astfel frecvența la care o anumită legătură absoarbe radiația infraroșie va fi diferită într-o serie de legături și moduri de vibrație. Măsurarea absorbției radiației infraroșii de către un material oferă informații foarte utile despre structură.deoarece nu există doi compuși organici care să aibă același spectru IR, un compus poate fi identificat cu certitudine prin compararea spectrului său cu cel al unui compus pur cunoscut. Dacă sunt identice, atunci sunt una și aceeași.
unitatile de spectroscopie sunt:
c = hectolitru
unde;
c = viteza luminii (3,00 x 108 m s-1)
hectolitri = frecventa (Hz)
lungimea de unda (m)
e = HV
unde;
E = energie (kJ mol-1)
H = constanta lui Planck (6.63 x 10-34 Js)
spectrul electromagnetic acoperă o gamă foarte largă de lungimi de undă și, prin urmare, diferite unități sunt utilizate în diferite regiuni.
pentru lungimi de undă foarte scurte, nanometrele (1 nm = 10-9 m) sunt preferate.
în regiunile vizibile și UV, lungimile de undă pot fi, de asemenea, exprimate în milimicroni (m):
1 (10-6 m) 1 (10-9 M) 1 (10-9 M) 1 (1 nm).Numerele de undă sunt numărul de valuri pe cm și sunt adesea denumite centimetri reciproci (cm-1):
într – un spectru tipic, o absorbție C-H are loc la 3000 cm-1, în timp ce o absorbție C = o are loc la 1740 cm – 1 la un număr de undă mai mic, o frecvență mai mare și o energie mai mare decât vibrația de întindere C-H.
Faceți clic pe imagine pentru o animație Flash interactivă care îmbogățește acest concept
NB: chimiștii organici se referă vag la numerele de undă ca „frecvență” și astfel în cărți și alte surse puteți vedea Spectre etichetate ca „frecvență (cm-1)”. utilizat pe scară largă atât în cercetare, cât și în industrie, spectroscopia în infraroșu este o tehnică simplă și fiabilă utilizată pentru o varietate de măsurători și pentru controlul calității. Este deosebit de util în știința criminalistică atât în cauzele penale, cât și în cele civile. Spectrometrele sunt acum mici și pot fi transportate cu ușurință, chiar și pentru utilizare în studiile de teren. Odată cu creșterea progreselor în noile tehnologii, probele în soluție pot fi acum măsurate cu precizie (apa produce o absorbție largă în întreaga gamă de interes și, prin urmare, face ca spectrele să nu poată fi citite fără această nouă tehnologie).
Faceți clic pe imagine pentru o animație Flash interactivă care îmbogățește acest concept
unele instrumente vă vor spune automat ce este o substanță făcând referire la un depozit de mii de spectre păstrate în depozit.
prin măsurarea la o anumită frecvență în timp, pot fi măsurate modificări ale caracterului sau cantității unei anumite legături. Acest lucru este util în special pentru măsurarea gradului de polimerizare în fabricarea polimerilor sau pentru identificarea degradării polimerilor, de exemplu.progresul formării unei rășini epoxidice care este întărită de un agent de reticulare amină poate fi monitorizat prin observarea apariției unei grupări hidroxi în spectrul unei probe de polimerizare (sau prin dispariția unei grupări epoxidice).
instrumentele moderne de cercetare pot efectua măsurători în infraroșu în întreaga gamă de interes la fel de frecvent ca de 32 de ori pe secundă. Acest lucru se poate face în timp ce măsurătorile simultane sunt efectuate folosind alte tehnici. Acest lucru face ca observațiile reacțiilor și proceselor chimice să fie mai rapide și mai precise. Spectroscopia în infraroșu a avut un mare succes pentru aplicații atât în chimia organică, cât și în cea anorganică.
Faceți clic pe imagine pentru o animație Flash interactivă care îmbogățește acest concept
un al doilea tip de spectrometru IR este un spectrometru dispersiv. Oglinda rotativă, m reflectă temporar fasciculul de referință către optica mașinii în timp ce blochează fasciculul de probă. Fasciculul de referință și fasciculul de probă sunt blocate și reflectate alternativ. Grilajul de difracție dispersează IR în a ‘spectrum’ de lungimi de undă; această serie este reflectată la detector. Termocuplul convertește diferitele lungimi de undă ale IR ajungând la un semnal care este reprezentat ca un spectru. Diferența dintre semnalele de referință și eșantion arată ce părți ale spectrului au fost absorbite de eșantion.
Faceți clic pe imagine pentru o animație Flash interactivă care îmbogățește acest concept
Un alt tip de spectrometru IR este un spectrometru de transformare Fourier (FT). În spectrometrul FT, se utilizează un interferometru în locul unei grătare de difracție. Toate frecvențele (sau lungimile de undă, 0-1 / 1) ajung la detector în același timp. Spectrul este obținut printr-un calcul matematic (o transformare Fourier). Spectrometrul FT este mai receptiv, mai precis și mai precis decât un spectrometru dispersiv.