Vad är IR-spektroskopiinstrumentation?

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-spektroskopiinstrumentation används för att belysa vilka grupper som finns i ett prov.

IR-strålningsbandet innefattar våglängder på 800-1.000.000 nanometer. Detta ljus är osynligt för det mänskliga ögat, även om effekterna av IR-strålning känns som värme. Strålningsområdet som används vid IR-spektroskopiinstrumentation är 2.500-16.000 nanometer. Detta intervall kallas gruppfrekvensområdet.

Kemiska bindningar i en molekyl kan göras att sträcka, böjas eller vridas när de utsätts för IR-strålning. Detta sker med 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-spektroskopiinstrumentation 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 strålningen från IR-källan i två strömmar, med en ström som passerar genom provet och den andra används som en kontroll. Spektrometern jämför relativ absorption från kontrollen och provet för att beräkna relativ absorption för varje våglängd.

IR-källan är vanligtvis ett fast ämne som har värmts upp till mer än 2 700 grader Fahrenheit (cirka 1 500 grader Celsius). Källor inkluderar lindade elektriska ledningar eller trådar, kiselkarbid och metall med sällsynt jordartsmetall. Provet kan vara ett fast ämne, vätska eller gas. Det kan också vara i flytande lösning, men i detta tillstånd måste man vara noga med att skilja mellan absorptioner av lösningsmedlet och absorptioner med det upplösta provet.

I slutet av 1900-talet och början av 2000-talet sågs många framsteg inom IR-spektroskopiinstrumentation. Analys av IR-spektra, som ursprungligen utfördes manuellt, blev datoriserade. Fourier transform IR (FTIR) spektrometrar erbjöd mycket mer exakta, exakta och känsliga resultat än spridande gitter IR-teknik.

I praktiken bestäms närvaron av kemiska grupper i en molekyl via en process för eliminering. Exempelvis innebär absorption vid en viss uppsättning våglängder närvaron av en kol-till-syre-dubbelbindning, vilket innebär att föreningen kan innehålla ett intervall av organiska grupper. Ytterligare absorption vid en annan våglängd antyder 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 motsvarande en hydroxylgrupp (-OH) observeras.