Infraröd (IR) spektroskopi används för att analysera molekyler. Det finns många typer av spektroskopi som används för att bestämma olika egenskaper och egenskaper hos en molekyl. IR-spektroskopiinstrumentering används för att belysa vilka grupper som finns i ett prov.
IR-strålningsbandet omfattar våglängder på 800-1,000,000 2,500 16,000 nanometer. Detta ljus är osynligt för det mänskliga ögat, även om effekterna av IR-strålning känns som värme. Strålningsområdet som används i IR-spektroskopiinstrumentering är XNUMX XNUMX-XNUMX XNUMX nanometer. Detta område kallas gruppfrekvensområdet.
Kemiska bindningar i en molekyl kan fås att sträckas, böjas eller vridas när de utsätts för IR-strålning. Detta sker vid en våglängd som är unik för varje bindning och varje typ av vibration. Därför kännetecknas närvaron av en specifik bindning på ett IR-spektrum av absorption av strålning vid en diskret uppsättning våglängder.
Konventionell IR-spektroskopiinstrumentering kräver en strålningskälla, en behållare för provet och IR-sensorer för att detektera vilka våglängder som har passerat genom provet. Den traditionella IR-spektrometern kallas en dispersiv gitterspektrometer. Detta fungerar genom att dela upp strålningen från IR-källan i två strömmar, där en ström passerar genom provet och den andra används som kontroll. Spektrometern jämför relativ absorption från kontrollen och provet för att beräkna relativ absorption för varje våglängd.
IR-källan är vanligtvis ett fast material som har värmts upp till mer än 2,700 1,500 grader Fahrenheit (cirka XNUMX XNUMX grader Celsius). Källor inkluderar lindade elektriska ledningar eller filament, kiselkarbid och sällsynt jordartsmetalloxid. Provet kan vara fast, flytande eller gas. Det kan också vara i flytande lösning, men i detta tillstånd måste man se till att skilja mellan absorptioner av lösningsmedlet och absorptioner av det upplösta provet.
I slutet av 20-talet och början av 21-talet sågs många framsteg inom IR-spektroskopiinstrumentering. Analys av IR-spektra, som ursprungligen utfördes manuellt, blev datoriserad. Fourier transform IR (FTIR) spektrometrar erbjöd mycket mer exakta, exakta och känsliga resultat än dispersive gitter IR-teknik.
I praktiken bestäms förekomsten av kemiska grupper i en molekyl via en elimineringsprocess. Till exempel innebär absorption vid en viss uppsättning våglängder närvaron av en kol-till-syre-dubbelbindning, vilket betyder att föreningen kan innehålla en rad organiska grupper. Ytterligare absorption vid en annan våglängd tyder på att det också finns en kol-till-syre enkelbindning, vilket betyder att provet innehåller en karboxylgrupp (-CO2-). Närvaro av minst en karboxylsyragrupp (-CO2-H) skulle bekräftas om absorption vid en våglängd som motsvarar en hydroxylgrupp (-OH) observeras.