Was ist ein Infrarot-Spektralphotometer?
Ein Infrarotspektrophotometer ist ein Gerät, das in der organischen Chemie verwendet wird, um Informationen über die strukturellen Eigenschaften organischer Moleküle und Verbindungen zu sammeln. Bei dieser speziellen Art von Spektrophotometer wird Infrarotlicht von den chemischen Verbindungen absorbiert und die Bewegung der chemischen Bindungen analysiert. Infrarotspektrophotometer können zur Identifizierung unbekannter Chemikalien und zur Bestimmung der Probenreinheit verwendet werden. Sie werden häufig in Forschungsanwendungen für Universitäten und die chemische Prozessindustrie eingesetzt.
Das Infrarotspektrophotometer, das oft als IR-Spektrophotometer bezeichnet wird, verwendet Infrarotlicht, um Bewegungen in den Bindungen organischer Moleküle hervorzurufen. Infrarotlicht fällt im elektromagnetischen Strahlungsspektrum zwischen sichtbarem Licht und Mikrowellenstrahlung. Diese Art von Licht kann weiter in den nahen, mittleren und fernen IR-Bereich unterteilt werden, wobei der mittlere IR-Bereich für die Infrarotspektroskopie am hilfreichsten ist. Das Licht in diesem Bereich kann eine Wellenlänge oder λ von 3 · 10 & supmin; & sup4; bis 3 · 10 & supmin; ³ cm haben. Dieser Bereich kann auch in Form der Wellenzahl oder v ausgedrückt werden, die das Inverse der Wellenlänge ist.
Organische Moleküle können Infrarotlicht absorbieren und dadurch auf unterschiedliche Weise schwingen. Die Absorption von Infrarotlicht erfolgt immer dann, wenn die Strahlungsenergie des Lichts selbst mit der Energie einer bestimmten molekularen Schwingung übereinstimmt. Die Bewegung kann durch symmetrisches und asymmetrisches Strecken der Molekülbindungen und Biegen der Molekülbindungen beschrieben werden.
Ein Infrarotspektrophotometer, das ein Prisma oder ein Gitter verwendet, um die Infrarotstrahlungsquelle in separate Frequenzen aufzuteilen, ist als dispersives Infrarotspektrophotometer bekannt. Ein moderneres Design, das Fourier-Transformations-Infrarotspektrophotometer, ist das bevorzugte Gerät in Forschung und Industrie. Die Genauigkeit der angezeigten Wellenzahlen ist aufgrund des konstanten Auflösungsvermögens im gesamten Scanbereich des Geräts konstant.
Ein Fourier-Transformations-Infrarotspektrophotometer besteht aus fünf Grundelementen: der Infrarotstrahlungsquelle, dem Interferometer, der Probe, dem Detektor und dem Computer. Die Infrarotstrahlungsquelle ist normalerweise eine leuchtende Schwarzkörperquelle, und die emittierte Energiemenge wird durch eine Blende gesteuert. Das Interferometer ist ein optisches Gerät, das eine Spektralkodierung des Infrarotstrahls durchführt. Der Strahl geht durch die Probe und dann durch den Detektor, der die Interferogrammsignale vom Interferometer decodiert. Der letzte Schritt ist der Computer, der eine Fourier-Transformation der Daten durchführt und diese in einer benutzbaren Schnittstelle darstellt.
Das Infrarot-Spektrophotometer ist insofern einzigartig, als es zur Identifizierung funktioneller Gruppen in einer unbekannten Probe verwendet werden kann. Bestimmte Funktionsgruppen weisen einen "Fingerabdruck" oder einen eindeutigen Absorptionspeak auf, der anhand eines Infrarot-Spektralphotometer-Ausgangsdiagramms identifiziert werden kann. Mithilfe von Bibliotheken und Datenbanken mit Messwerten für organische Chemikalien können unbekannte organische Proben identifiziert werden.