Che cos'è la strumentazione per spettroscopia IR?
La spettroscopia infrarossa (IR) viene utilizzata per analizzare le molecole. Esistono molti tipi di spettroscopia che vengono utilizzati per determinare le diverse proprietà e caratteristiche di una molecola. La strumentazione di spettroscopia IR viene utilizzata per chiarire quali gruppi sono presenti in un campione.
La banda di radiazione IR comprende lunghezze d'onda di 800-1.000.000 di nanometri. Questa luce è invisibile all'occhio umano, sebbene gli effetti delle radiazioni IR siano percepiti come calore. La gamma di radiazioni utilizzata nella strumentazione per spettroscopia IR è di 2.500-16.000 nanometri. Questo intervallo è chiamato regione di frequenza del gruppo.
I legami chimici in una molecola possono allungarsi, piegarsi o torcersi se esposti alla radiazione IR. Ciò si verifica a una lunghezza d'onda unica per ciascun legame e ciascun tipo di vibrazione. Pertanto, la presenza di un legame specifico è caratterizzata su uno spettro IR dall'assorbimento della radiazione ad un insieme discreto di lunghezze d'onda.
La strumentazione per spettroscopia IR convenzionale richiede una sorgente di radiazione, un contenitore per il campione e sensori IR per rilevare quali lunghezze d'onda sono passate attraverso il campione. Lo spettrometro IR tradizionale è chiamato spettrometro a reticolo dispersivo. Funziona dividendo la radiazione dalla sorgente IR in due flussi, con un flusso che passa attraverso il campione e l'altro che viene utilizzato come controllo. Lo spettrometro confronta l'assorbimento relativo dal controllo e dal campione per calcolare l'assorbimento relativo per ciascuna lunghezza d'onda.
La sorgente IR in genere è un solido che è stato riscaldato a più di 2.700 gradi Fahrenheit (circa 1.500 gradi Celsius). Le fonti includono fili elettrici avvolti o filamenti, carburo di silicio e ossido di metallo delle terre rare. Il campione può essere solido, liquido o gassoso. Può anche trovarsi in una soluzione liquida, ma in questo stato, occorre fare attenzione a distinguere tra assorbimenti dal solvente e assorbimenti dal campione disciolto.
La fine del 20 ° secolo e l'inizio del 21 ° secolo hanno visto molti progressi nella strumentazione di spettroscopia IR. L'analisi degli spettri IR, originariamente condotta manualmente, è diventata informatizzata. Gli spettrometri IR (FTIR) a trasformata di Fourier offrivano risultati molto più precisi, accurati e sensibili della tecnologia IR a griglia dispersiva.
In pratica, le presenze di gruppi chimici in una molecola sono determinate attraverso un processo di eliminazione. Ad esempio, l'assorbimento a una particolare serie di lunghezze d'onda implica la presenza di un doppio legame carbonio-ossigeno, il che significa che il composto potrebbe contenere una gamma di gruppi organici. Un ulteriore assorbimento a un'altra lunghezza d'onda suggerisce che esiste anche un singolo legame carbonio-ossigeno, il che significa che il campione contiene un gruppo carbossilico (-CO 2 -). La presenza di almeno un gruppo di acido carbossilico (-CO 2 -H) sarebbe confermata se si osservasse l'assorbimento a una lunghezza d'onda corrispondente a un gruppo ossidrilico (-OH).