Co je to IČ spektroskopie?
K analýze molekul se používá infračervená (IR) spektroskopie. Existuje mnoho typů spektroskopie, které se používají ke stanovení různých vlastností a charakteristik molekuly. Infračervené spektroskopické vybavení se používá k objasnění toho, jaké skupiny jsou přítomny ve vzorku.
Pás infračerveného záření obsahuje vlnové délky 800 až 1 000 000 nanometrů. Toto světlo je pro lidské oko neviditelné, i když účinky infračerveného záření se cítí jako teplo. Rozsah záření používaný v infračervené spektroskopii je 2 500 - 16 000 nanometrů. Tento rozsah se nazývá skupinová frekvenční oblast.
Chemické vazby v molekule mohou být provedeny tak, aby se při vystavení IR záření roztahovaly, ohýbaly nebo kroucily. K tomu dochází při vlnové délce, která je jedinečná pro každou vazbu a každý typ vibrací. Proto je přítomnost specifické vazby charakterizována na infračerveném spektru absorpcí záření na diskrétní sadě vlnových délek.
Konvenční vybavení infračervenou spektroskopií vyžaduje zdroj záření, kontejner pro vzorek a IR senzory pro detekci vlnových délek, které prošly vzorkem. Tradiční IR spektrometr se nazývá disperzní mřížkový spektrometr. Funguje to tak, že se záření z IR zdroje rozdělí na dva proudy, přičemž jeden proud prochází vzorkem a druhý se používá jako kontrola. Spektrometr porovnává relativní absorpci z kontroly a vzorku pro výpočet relativní absorpce pro každou vlnovou délku.
Zdroj IR je typicky pevná látka, která byla zahřátá na více než 2700 stupňů Fahrenheita (přibližně 1 500 stupňů Celsia). Zdroje zahrnují navinuté elektrické dráty nebo filamenty, karbid křemíku a oxid kovu vzácných zemin. Vzorek může být pevná látka, kapalina nebo plyn. Může být také v kapalném roztoku, ale v tomto stavu je třeba rozlišovat mezi absorpcemi rozpouštědlem a absorpcemi rozpuštěným vzorkem.
Koncem 20. století a počátkem 21. století došlo k mnoha pokrokům v přístroji pro IR spektroskopii. Analýza IR spekter, původně prováděná ručně, se stala počítačovou. Infračervené spektrometry Fourierovy transformace (FTIR) nabízejí mnohem přesnější, přesnější a citlivější výsledky než technologie IR s disperzní mřížkou.
V praxi jsou přítomnost chemických skupin v molekule stanovována procesem eliminace. Například absorpce na konkrétní vlnové délce znamená přítomnost dvojné vazby uhlík-kyslík, což znamená, že sloučenina by mohla obsahovat řadu organických skupin. Další absorpce na jiné vlnové délce naznačuje, že existuje také jednoduchá vazba uhlík-kyslík, což znamená, že vzorek obsahuje karboxylovou skupinu (-CO2-). Přítomnost alespoň jedné skupiny karboxylové kyseliny (-CO2-H) by byla potvrzena, pokud je pozorována absorpce při vlnové délce odpovídající hydroxylové (-OH) skupině.