Kızılötesi (IR) spektroskopisi molekülleri analiz etmek için kullanılır. Bir molekülün farklı özelliklerini ve özelliklerini belirlemek için kullanılan birçok spektroskopi türü vardır. Bir numunede hangi grupların bulunduğunu aydınlatmak için IR spektroskopi enstrümantasyonu kullanılır.
IR radyasyon bandı 800-1.000.000 nanometre dalga boylarından oluşur. IR ışığının etkileri sıcaklık olarak hissedilmesine rağmen, bu ışık insan gözüyle görünmez. IR spektroskopi enstrümantasyonunda kullanılan radyasyon aralığı 2.500-16.000 nanometredir. Bu aralığa grup frekans bölgesi denir.
Bir moleküldeki kimyasal bağlar, IR radyasyonuna maruz kaldığında germek, bükmek veya bükmek için yapılabilir. Bu, her bağ ve her titreşim türü için benzersiz olan bir dalga boyunda gerçekleşir. Bu nedenle, belirli bir bağın varlığı, ayrı bir dalga boyu kümesinde radyasyonun emilmesiyle bir IR spektrumunda karakterize edilir.
Konvansiyonel IR spektroskopisi enstrümantasyonu, bir radyasyon kaynağı, numune için bir kap ve IR dalgalarının numuneden hangi dalga boylarının geçtiğini tespit etmek için bir kap gerektirir. Geleneksel IR spektrometresi, dağıtıcı bir ızgara spektrometresi olarak adlandırılır. Bu, radyasyonun IR kaynağından iki akışa bölünmesiyle çalışır, bir örnek ve diğerinin kontrol olarak kullanılmasına rağmen bir akım geçer. Spektrometre, her bir dalga boyu için nispi absorpsiyonu hesaplamak için kontrol ve numuneden nispi absorpsiyonu karşılaştırır.
IR kaynağı tipik olarak 2.700 dereceden fazla Fahrenheit'e (yaklaşık 1.500 santigrat derece) ısıtılmış bir katıdır. Kaynaklar arasında yara elektrik telleri veya filamentleri, silisyum karbür ve nadir toprak metal oksidi içerir. Numune katı, sıvı veya gaz olabilir. Aynı zamanda sıvı çözelti içinde de olabilir, ancak bu durumda, çözücünün emilimini ve çözülmüş numunenin emilimini ayırt etmek için özen gösterilmelidir.
20. yüzyılın sonları ve 21. yüzyılın başlarında IR spektroskopi enstrümantasyonunda birçok gelişme görüldü. Başlangıçta manuel olarak yapılan IR spektrumlarının analizi bilgisayarlaştırılmıştır. Fourier dönüşümü IR (FTIR) spektrometreleri, dağıtıcı ızgara IR teknolojisinden çok daha kesin, doğru ve hassas sonuçlar sundu.
Uygulamada, bir moleküldeki kimyasal grupların varlığı bir eleme işlemi ile belirlenir. Örneğin, belirli bir dalga boyu kümesinde absorpsiyon, bir karbon-oksijene çift bağın varlığını ifade eder; bu, bileşiğin bir dizi organik grup içerebileceği anlamına gelir. Başka bir dalga boyunda daha fazla absorpsiyon, karbon-oksijenin tekli bir bağının da bulunduğunu, yani numunenin bir karboksilik grubu (-C02-) içerdiğini gösterir. Bir hidroksil (-OH) grubuna karşılık gelen bir dalga boyunda emilim gözlenirse, en az bir karboksilik asit grubunun (-C02-H) varlığı doğrulanacaktır.
