Sisältö
Infrapunaspektroskopia, joka tunnetaan myös nimellä IR-spektroskopia, voi paljastaa kovalenttisesti sitoutuneiden kemiallisten yhdisteiden, kuten orgaanisten yhdisteiden, rakenteet. Sellaisena opiskelijoille ja tutkijoille, jotka syntetisoivat näitä yhdisteitä laboratoriossa, siitä tulee hyödyllinen työkalu kokeiden tulosten todentamiseksi. Erilaiset kemialliset sidokset absorboivat erilaisia infrapunataajuuksia, ja infrapunaspektroskopia osoittaa värähtelyä näillä taajuuksilla (näytetään aallonlukuina) sidoksen tyypistä riippuen.
Toimia
Infrapunaspektroskopia toimii yhtenä hyödyllisenä välineenä kemistien työkalulaatikossa yhdisteiden tunnistamiseen. Se ei anna yhdisteen tarkkaa rakennetta, vaan osoittaa funktionaalisten ryhmien tai ryhmien identiteetin molekyylissä - molekyylikoostumuksen eri segmentit. Sellaisena epätarkana työkaluna IR-spektroskopia toimii parhaiten, kun sitä käytetään yhdessä muiden analyysimuotojen, kuten sulamispisteen määrittämisen kanssa.
Ammatillisessa kemiassa IR on suurelta osin pois muodista, korvattu informatiivisimmilla menetelmillä, kuten NMR (ydinmagneettinen resonanssi) -spektroskopia. Sitä käytetään edelleen usein opiskelijalaboratorioissa, koska IR-spektroskopia on edelleen hyödyllinen tunnistettaessa opiskelijoiden laboratoriokokeissa syntetisoitujen molekyylien tärkeät ominaisuudet Colorado University Boulderin mukaan.
Menetelmä
Yleensä kemisti jauhaa kiinteän näytteen sellaisella aineella kuin kaliumbromidi (joka ioniyhdisteenä ei ilmesty infrapunaspektroskopiaan) ja asettaa sen erityiseen laitteeseen, jotta anturi voi paistaa sen läpi. Joskus hän sekoittaa kiinteitä näytteitä liuottimien kuten mineraaliöljyn kanssa (mikä antaa rajoitetun, tunnetun lukeman IR-ulostulossa) nestemäisen menetelmän käyttämiseksi, joka tarkoittaa näytteen sijoittamista kahden puristetun suolalevyn (NaCl, natriumkloridi) väliin sallimaan infrapunavalon paistaa läpi, Michiganin osavaltion yliopiston mukaan.
Merkitys
Kun infrapunavalo tai säteily osuu molekyyliin, molekyylin sidokset absorboivat infrapunaenergian ja reagoivat värähtelyllä. Yleensä tutkijat kutsuvat erityyppisiä värähtelyjä taivutukseksi, venyttämiseksi, rokkaamiseksi tai leikkaamiseksi.
Yale-yliopiston Michele Sherban-Kline: n mukaan infrapunaspektrometrissä on lähde, optinen järjestelmä, ilmaisin ja vahvistin. Lähde antaa infrapunasäteitä; optinen järjestelmä siirtää nämä säteet oikeaan suuntaan; ilmaisin havaitsee infrapunasäteilyn muutoksia ja vahvistin parantaa ilmaisimen signaalia.
Tyypit
Joskus spektrometrit käyttävät yksittäisiä infrapunasäteitä ja jakaa ne sitten komponenttien aallonpituuksiksi; Muut mallit käyttävät kahta erillistä palkkia ja käyttävät näiden palkkien välistä eroa sen jälkeen, kun yksi on kulkenut näytteen läpi, jotta saadaan tietoa näytteestä. Michele Sherban-Kline sanoi Yalen yliopistosta, että vanhanaikaiset spektrometrit vahvistivat signaalia optisesti, ja nykyaikaiset spektrometrit käyttävät elektronista vahvistusta samaan tarkoitukseen.
Henkilöllisyystodistus
IR-spektroskopia tunnistaa molekyylit niiden funktionaalisten ryhmien perusteella. IR-spektroskopiaa käyttävä kemisti voi käyttää taulukkoa tai kaaviota näiden ryhmien tunnistamiseen. Michiganin mukaan jokaisella funktionaalisella ryhmällä on erilainen aaltoarvo, joka on lueteltu käänteisissä senttimetreissä, ja tyypillinen ulkonäkö - esimerkiksi OH-ryhmän, kuten veden tai alkoholin, venymä on Michiganin mukaan erittäin laaja huippu, aaltoarvon lähellä 3500. Valtion yliopisto. Jos syntetisoitu yhdiste ei sisällä alkoholiryhmiä (tunnetaan myös nimellä hydroksyyliryhmät), tämä piikki voi osoittaa veden tahattoman läsnäolon näytteessä, mikä on yleinen opiskelijavirhe laboratoriossa.