Contenido
La espectroscopía infrarroja, también conocida como espectroscopía IR, puede revelar las estructuras de compuestos químicos unidos covalentemente, como los compuestos orgánicos. Como tal, para los estudiantes e investigadores que sintetizan estos compuestos en el laboratorio, se convierte en una herramienta útil para verificar los resultados de un experimento. Diferentes enlaces químicos absorben diferentes frecuencias de infrarrojos, y la espectroscopía infrarroja muestra vibraciones en esas frecuencias (mostradas como números de onda) dependiendo del tipo de enlace.
Función
La espectroscopía infrarroja sirve como una herramienta útil en la caja de herramientas de químicos para identificar compuestos. No proporciona la estructura exacta de un compuesto, sino que muestra la identidad de los grupos funcionales, o restos, en una molécula: los diferentes segmentos de la composición de las moléculas. Como herramienta inexacta, la espectroscopía IR funciona mejor cuando se usa junto con otras formas de análisis, como la determinación del punto de fusión.
En química profesional, IR ha pasado de moda, reemplazado por métodos más informativos como la espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN). Todavía goza de un uso frecuente en laboratorios de estudiantes, ya que la espectroscopía IR sigue siendo útil para identificar características importantes de moléculas sintetizadas en experimentos de laboratorio de estudiantes, según la Universidad de Colorado Boulder.
Método
En general, el químico tritura una muestra sólida con una sustancia como el bromuro de potasio (que, como compuesto iónico, no aparece en la espectroscopía IR) y lo coloca en un dispositivo especial para permitir que el sensor brille a través de él. A veces, él o ella mezcla muestras sólidas con disolventes como el aceite mineral (que proporciona una lectura limitada y conocida en el IR) para usar el método líquido, que consiste en colocar una muestra entre dos placas de sal prensada (NaCl, cloruro de sodio) para permitir la luz infrarroja para brillar, según la Universidad Estatal de Michigan.
Significado
Cuando la luz infrarroja o la radiación golpean una molécula, los enlaces en la molécula absorben la energía del infrarrojo y responden vibrando. Comúnmente, los científicos llaman a los diferentes tipos de vibraciones flexión, estiramiento, balanceo o tijera.
Según Michele Sherban-Kline de la Universidad de Yale, un espectrómetro IR tiene una fuente, un sistema óptico, un detector y un amplificador. La fuente emite rayos infrarrojos; el sistema óptico mueve estos rayos en la dirección correcta; el detector observa cambios en la radiación infrarroja y el amplificador mejora la señal del detector.
Tipos
A veces los espectrómetros usan haces únicos de infrarrojos y luego los dividen en longitudes de onda componentes; otros diseños usan dos haces separados y usan la diferencia entre esos haces después de que uno ha pasado a través de la muestra para dar información sobre la muestra. Los espectrómetros anticuados amplificaron la señal ópticamente, y los espectrómetros modernos usan amplificación electrónica para el mismo propósito, según Michele Sherban-Kline de la Universidad de Yale.
Identificación
La espectroscopía IR identifica moléculas basadas en sus grupos funcionales. El químico que usa la espectroscopía IR puede usar una tabla o gráfico para identificar estos grupos. Cada grupo funcional tiene un número de onda diferente, enumerado en centímetros inversos, y una apariencia típica, por ejemplo, el tramo de un grupo OH, como el del agua o el alcohol, ocupa un pico muy amplio con un número de onda cercano a 3500, según Michigan Universidad Estatal. Si el compuesto sintetizado no contiene ningún grupo de alcohol (también conocido como grupos hidroxilo), este pico puede indicar la presencia accidental de agua en la muestra, un error común de los estudiantes en el laboratorio.