Indhold
Infrarød spektroskopi, også kendt som IR-spektroskopi, kan afsløre strukturer af kovalent bundne kemiske forbindelser, såsom organiske forbindelser. Som sådan for studerende og forskere, der syntetiserer disse forbindelser i laboratoriet, bliver det et nyttigt værktøj til at verificere resultaterne af et eksperiment. Forskellige kemiske bindinger absorberer forskellige frekvenser af infrarød, og infrarød spektroskopi viser vibrationer ved disse frekvenser (vist som bølgetumre) afhængigt af bindingstypen.
Fungere
Infrarød spektroskopi fungerer som et nyttigt værktøj i kemikernes værktøjskasse til identificering 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 i molekylersammensætningen. Som et sådant inexakt værktøj fungerer IR-spektroskopi bedst, når det bruges sammen med andre former for analyse, såsom bestemmelse af smeltepunkt.
I professionel kemi er IR stort set gået ud af mode, erstattet af mere informative metoder som NMR (nukleær magnetisk resonans) spektroskopi. Det nyder stadig hyppig brug i studerende laboratorier, da IR-spektroskopi forbliver nyttigt til at identificere vigtige egenskaber ved molekyler, der er syntetiseret i studerendes laboratorieforsøg, ifølge Colorado University Boulder.
Metode
Generelt sliber kemneren en fast prøve med et stof som kaliumbromid (som som en ionisk forbindelse ikke vises i IR-spektroskopi) og placerer det i en speciel enhed for at lade sensoren skinne igennem den. Undertiden blander hun eller han faste prøver med opløsningsmidler som mineralolie (hvilket giver en begrænset, kendt aflæsning i IR out) for at bruge den flydende metode, som involverer placering af en prøve mellem to plader med presset salt (NaCl, natriumchlorid) for at tillade det infrarøde lys skal skinne igennem, ifølge Michigan State University.
Betydning
Når infrarødt lys eller stråling rammer et molekyle, absorberer bindingerne i molekylet det infrarøde energi og reagerer ved at vibrere. Almindeligvis kalder forskere de forskellige typer af vibrationer bøjning, strækning, gyngning eller saks.
Ifølge Michele Sherban-Kline ved Yale University har et 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 enkeltstråler af infrarød og opdeler dem derefter i komponentbølgelængder; andre design bruger to separate bjælker og bruger forskellen mellem disse bjælker, efter at en er passeret gennem prøven for at give information om prøven. Gammeldags spektrometre forstærkede signalet optisk, og moderne spektrometre bruger elektronisk forstærkning til det samme formål, ifølge Michele Sherban-Kline ved Yale University.
Identifikation
IR-spektroskopi identificerer molekyler baseret på deres funktionelle grupper. Kemisten, der bruger IR-spektroskopi, kan bruge en tabel eller et diagram til at identificere disse grupper. Hver funktionel gruppe har en anden bølgetal, anført i inverse centimeter, og et typisk udseende - for eksempel strækningen af en OH-gruppe, såsom vand eller alkohol, besætter en meget bred top med et bølgetal nær 3500, ifølge Michigan State University. Hvis den syntetiserede forbindelse ikke indeholder nogen alkoholgrupper (også kendt som hydroxylgrupper), kan denne top indikere den utilsigtede tilstedeværelse af vand i prøven, en almindelig studerendes fejl i laboratoriet.