O que é instrumentação de espectroscopia de infravermelho?

A espectroscopia de infravermelho (IR) é usada para analisar moléculas. Existem muitos tipos de espectroscopia que são usados ​​para determinar diferentes propriedades e características de uma molécula. A instrumentação de espectroscopia de infravermelho é usada para elucidar quais grupos estão presentes em uma amostra.

A banda de radiação IR compreende comprimentos de onda de 800 a 1.000.000 nanômetros. Essa luz é invisível ao olho humano, embora os efeitos da radiação infravermelha sejam sentidos como calor. A faixa de radiação usada na instrumentação de espectroscopia de infravermelho é de 2.500-16.000 nanômetros. Esse intervalo é chamado de região de frequência do grupo.

Podem ser feitas ligações químicas em uma molécula para esticar, dobrar ou torcer quando expostas à radiação IR. Isso ocorre em um comprimento de onda exclusivo para cada ligação e cada tipo de vibração. Portanto, a presença de uma ligação específica é caracterizada em um espectro de IV pela absorção de radiação em um conjunto discreto de comprimentos de onda.

A instrumentação de espectroscopia de infravermelho convencional requer uma fonte de radiação, um recipiente para a amostra e sensores de infravermelho para detectar quais comprimentos de onda passaram pela amostra. O espectrômetro de infravermelho tradicional é chamado de espectrômetro de grade dispersiva. Isso funciona dividindo a radiação da fonte de infravermelho em duas correntes, com uma corrente passando pela amostra e a outra sendo usada como controle. O espectrômetro compara a absorção relativa do controle e a amostra para calcular a absorção relativa de cada comprimento de onda.

A fonte de infravermelho normalmente é um sólido que foi aquecido a mais de 1.500 graus Celsius. As fontes incluem fios ou filamentos elétricos enrolados, carboneto de silício e óxido de metal de terras raras. A amostra pode ser sólida, líquida ou gasosa. Também pode estar em solução líquida, mas nesse estado, deve-se tomar cuidado para distinguir entre absorções pelo solvente e absorções pela amostra dissolvida.

O final do século 20 e o início do século 21 viram muitos avanços na instrumentação por espectroscopia no infravermelho. A análise dos espectros de IR, originalmente realizada manualmente, tornou-se computadorizada. Os espectrômetros de transformada IV (FTIR) por transformada de Fourier ofereceram resultados muito mais precisos, precisos e sensíveis do que a tecnologia IR de grade dispersiva.

Na prática, as presenças de grupos químicos em uma molécula são determinadas através de um processo de eliminação. Por exemplo, a absorção em um conjunto específico de comprimentos de onda implica a presença de uma ligação dupla carbono-oxigênio, o que significa que o composto pode conter uma variedade de grupos orgânicos. Uma absorção adicional em outro comprimento de onda sugere que também existe uma ligação simples carbono-oxigênio, o que significa que a amostra contém um grupo carboxílico (-CO2-). A presença de pelo menos um grupo ácido carboxílico (-CO2-H) seria confirmada se fosse observada absorção no comprimento de onda correspondente a um grupo hidroxil (-OH).