Hvordan virker IR spektroskopi arbejde?

Infrarød spektroskopi, også kendt som IR spektroskopi, kan afsløre strukturerne af kovalent bundet kemiske forbindelser, såsom organiske forbindelser. Som sådan for studerende og forskere, som syntetiserer disse forbindelser i laboratoriet, bliver det et nyttigt redskab til at verificere resultaterne af et forsøg. Forskellige kemiske bindinger absorberer forskellige infrarøde frekvenser, og infrarødspektroskopi viser vibrationer ved disse frekvenser (vist som "wavenumbers") afhængigt af typen af ​​binding.

Funktion

Infrarød spektroskopi tjener som en nyttig værktøj i kemikerens værktøjskasse til identifikation af forbindelser. Det giver ikke den nøjagtige struktur af en forbindelse, men viser snarere identiteten af ​​de funktionelle grupper eller dele i et molekyle - de forskellige segmenter af molekylets sammensætning. Som sådan et upræcist værktøj fungerer IR spektroskopi bedst, når det bruges sammen med andre former for analyse som smeltepunktsbestemmelse.

I professionel kemi har IR stort set været ude af mode, erstattet af mere informative metoder som NMR (kernemagnetisk resonans) spektroskopi. Det nyder stadig hyppig brug i elevlaboratorier, da IR-spektroskopi fortsat er nyttig til at identificere vigtige egenskaber ved molekyler, der syntetiseres i elevlaboratorier, ifølge Colorado University Boulder.

Generelt savner kemikeren En fast prøve med et stof som kaliumbromid (som som ionisk forbindelse ikke optræder i IR-spektroskopi) og placerer den i en speciel enhed, så sensoren kan skinne igennem den. Sommetider blander hun eller han faste prøver med opløsningsmidler som mineralolie (som giver en begrænset, kendt læsning i IR-udskrivningen) for at anvende væskemetoden, hvilket indebærer at placere en prøve mellem to plader af presset salt (NaCl, natriumchlorid) for at tillade det infrarøde lys skinner igennem, ifølge Michigan State University.

Betydning

Når infrarødt "lys" eller stråling rammer et molekyle, absorberer bindingerne i molekylet det infrarøde energi og reagerer ved vibrationer. I almindelighed kalder forskere de forskellige typer vibrationer bøjning, strækning, rocking eller saksning.

Ifølge Michele Sherban-Kline ved Yale University har en IR spektrometer en kilde, et optisk system, en detektor og en forstærker. Kilden afgiver infrarøde stråler; det optiske system bevæger disse stråler i den rigtige retning; detektoren observerer ændringer i den infrarøde stråling, og forstærkeren forbedrer detektorsignalet.

Typer

Nogle gange bruger spektrometre enkeltbjælker af infrarød og splitter dem derefter i komponentbølgelængder; andre designs bruger to separate bjælker og bruger forskellen mellem disse bjælker, når man har passeret gennem prøven for at give information om prøven. Gammeldags spektrometre forstærkede signalet optisk, og moderne spektrometre bruger elektronisk forstærkning til samme formål, ifølge Michele Sherban-Kline ved Yale University.

Identifikation

IR-spektroskopi identificerer molekyler baseret på deres funktionelle grupper. Kemisten ved hjælp af IR-spektroskopi kan bruge et bord eller diagram til at identificere disse grupper. Hver funktionelle gruppe har et andet "wavenumber", angivet i inverse centimeter, og et typisk udseende - for eksempel strækker en OH-gruppe, som for eksempel vand eller alkohol, en meget bred top med et vågnummer nær 3500, ifølge til Michigan State University. Hvis den syntetiserede forbindelse ikke indeholder nogen alkoholgrupper (også kendt som hydroxylgrupper), kan denne top angive den utilsigtede tilstedeværelse af vand i prøven, en fælles studentfejl i laboratoriet.