Innehåll
Infraröd spektroskopi, även känd som IR-spektroskopi, kan avslöja strukturerna för kovalent bundna kemiska föreningar såsom organiska föreningar. Som sådan blir det för studenter och forskare som syntetiserar dessa föreningar i laboratoriet ett användbart verktyg för att verifiera resultaten av ett experiment. Olika kemiska bindningar absorberar olika frekvenser av infraröd, och infraröd spektroskopi visar vibrationer vid dessa frekvenser (visas som vågmynt) beroende på bindningstyp.
Fungera
Infraröd spektroskopi fungerar som ett användbart verktyg i kemisternas verktygslåda för att identifiera föreningar. Det ger inte den exakta strukturen för en förening, utan snarare visar identiteten för de funktionella grupperna, eller delar, i en molekyl - de olika segmenten i molekylkompositionen. Som ett sådant inexakt verktyg fungerar IR-spektroskopi bäst när det används i samband med andra former av analys, såsom smältpunktbestämning.
I professionell kemi har IR till stor del gått ur modet, ersatt av mer informativa metoder som NMR (nukleär magnetisk resonans) spektroskopi. Det åtnjuter fortfarande ofta i studentlaboratorier, eftersom IR-spektroskopi förblir användbart för att identifiera viktiga egenskaper hos molekyler som syntetiserats i studentlaborationer, enligt Colorado University Boulder.
Metod
Generellt malar kemisten ett fast prov med ett ämne som kaliumbromid (som som en jonisk förening inte dyker upp i IR-spektroskopi) och placerar det i en speciell anordning för att låta sensorn lysa igenom den. Ibland blandar hon eller han fasta prover med lösningsmedel som mineralolja (vilket ger en begränsad, känd avläsning i IR out) för att använda den flytande metoden, vilket innebär att ett prov placeras mellan två plattor med pressat salt (NaCl, natriumklorid) för att tillåta det infraröda ljuset att lysa igenom, enligt Michigan State University.
Betydelse
När infrarött ljus eller strålning träffar en molekyl, absorberar bindningarna i molekylen den infraröda energin och svarar genom att vibrera. Vanligtvis kallar forskare de olika typerna av vibrationer som böjer sig, sträcker, gungar eller saxar.
Enligt Michele Sherban-Kline vid Yale University har en IR-spektrometer en källa, ett optiskt system, en detektor och en förstärkare. Källan avger infraröda strålar; det optiska systemet förflyttar dessa strålar i rätt riktning; detektorn observerar förändringar i den infraröda strålningen, och förstärkaren förbättrar detektorsignalen.
typer
Ibland använder spektrometrar enskilda infraröda strålar och delar dem sedan upp i komponentvåglängder; andra konstruktioner använder två separata balkar och använder skillnaden mellan dessa balkar efter att en har passerat genom provet för att ge information om provet. Gammeldags spektrometrar förstärkte signalen optiskt, och moderna spektrometrar använder elektronisk förstärkning för samma ändamål, enligt Michele Sherban-Kline vid Yale University.
Identifiering
IR-spektroskopi identifierar molekyler baserade på deras funktionella grupper. Kemisten som använder IR-spektroskopi kan använda en tabell eller ett diagram för att identifiera dessa grupper. Varje funktionell grupp har en annan vågenummer, listad i omvända centimeter, och ett typiskt utseende - till exempel sträckan av en OH-grupp, såsom den av vatten eller alkohol, upptar en mycket bred topp med ett vågnummer nära 3500, enligt Michigan State University. Om den syntetiserade föreningen inte innehåller några alkoholgrupper (även känd som hydroxylgrupper) kan denna topp indikera oavsiktlig närvaro av vatten i provet, ett vanligt studentfel i laboratoriet.