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La spettroscopia infrarossa, nota anche come spettroscopia IR, può rivelare le strutture di composti chimici legati covalentemente come i composti organici. Pertanto, per studenti e ricercatori che sintetizzano questi composti in laboratorio, diventa uno strumento utile per verificare i risultati di un esperimento. Differenti legami chimici assorbono frequenze diverse di infrarossi e la spettroscopia infrarossa mostra le vibrazioni a quelle frequenze (visualizzate come numeri d'onda) a seconda del tipo di legame.
Funzione
La spettroscopia infrarossa serve come uno strumento utile nella cassetta degli attrezzi dei chimici per identificare i composti. Non fornisce la struttura esatta di un composto, ma mostra piuttosto l'identità dei gruppi funzionali, o frazioni, in una molecola - i diversi segmenti della composizione delle molecole. Come tale strumento inesatto, la spettroscopia IR funziona meglio se utilizzata in combinazione con altre forme di analisi come la determinazione del punto di fusione.
Nella chimica professionale, l'IR è in gran parte passata di moda, sostituita da metodi più informativi come la spettroscopia NMR (risonanza magnetica nucleare). Gode ancora di un uso frequente nei laboratori studenteschi, poiché la spettroscopia IR rimane utile per identificare importanti caratteristiche delle molecole sintetizzate negli esperimenti di laboratorio degli studenti, secondo la Colorado University Boulder.
Metodo
Generalmente, il chimico macina un campione solido con una sostanza come il bromuro di potassio (che, come composto ionico, non si presenta nella spettroscopia IR) e lo inserisce in un dispositivo speciale per consentire al sensore di brillare attraverso di esso. A volte lei o lui mescola campioni solidi con solventi come olio minerale (che fornisce una lettura nota e limitata nella IR out) per utilizzare il metodo liquido, che prevede il posizionamento di un campione tra due piastre di sale pressato (NaCl, cloruro di sodio) per consentire la luce a infrarossi che brilla attraverso, secondo la Michigan State University.
Significato
Quando la luce infrarossa o la radiazione colpisce una molecola, i legami nella molecola assorbono l'energia dell'infrarosso e rispondono vibrando. Comunemente, gli scienziati chiamano i diversi tipi di vibrazioni che si piegano, si allungano, oscillano o si scetticano.
Secondo Michele Sherban-Kline della Yale University, uno spettrometro IR ha una sorgente, un sistema ottico, un rivelatore e un amplificatore. La fonte emette raggi infrarossi; il sistema ottico sposta questi raggi nella direzione corretta; il rilevatore osserva i cambiamenti nella radiazione infrarossa e l'amplificatore migliora il segnale del rivelatore.
tipi
A volte gli spettrometri usano singoli raggi di infrarossi e li dividono in lunghezze d'onda componenti; altri progetti usano due raggi separati e usano la differenza tra questi raggi dopo che uno ha attraversato il campione per fornire informazioni sul campione. Gli spettrometri vecchio stile hanno amplificato il segnale otticamente e gli spettrometri moderni usano l'amplificazione elettronica per lo stesso scopo, secondo Michele Sherban-Kline dell'Università di Yale.
Identificazione
La spettroscopia IR identifica le molecole in base ai loro gruppi funzionali. Il chimico che utilizza la spettroscopia IR può utilizzare una tabella o un grafico per identificare questi gruppi. Ogni gruppo funzionale ha un numero d'onda diverso, elencato in centimetri inversi, e un aspetto tipico - ad esempio, il tratto di un gruppo OH, come quello di acqua o alcool, occupa un picco molto ampio con un numero d'onda vicino a 3500, secondo il Michigan Università Statale. Se il composto sintetizzato non contiene alcun gruppo alcolico (noto anche come gruppo ossidrilico), questo picco può indicare la presenza involontaria di acqua nel campione, un errore comune dello studente in laboratorio.