Infrapunaspektroskopiaa käytetään molekyylien analysointiin. On olemassa monenlaisia spektroskopioita, joita käytetään molekyylin erilaisten ominaisuuksien määrittämiseen. IR -spektroskopia -instrumentteja käytetään selvittämään, mitä ryhmiä näytteessä on.
IR-säteilyalue käsittää 800-1,000,000 2,500 16,000 nanometrin aallonpituudet. Tämä valo on näkymätön ihmissilmälle, vaikka IR -säteilyn vaikutukset tuntuvat lämmöltä. IR-spektroskopialaitteissa käytetty säteilyalue on XNUMX XNUMX-XNUMX XNUMX nanometriä. Tätä aluetta kutsutaan ryhmän taajuusalueeksi.
Molekyylin kemialliset sidokset voidaan venyttää, taipua tai kiertyä altistettuna infrapunasäteilylle. Tämä tapahtuu aallonpituudella, joka on ainutlaatuinen kullekin sidokselle ja jokaiselle värähtelytyypille. Siksi tietyn sidoksen läsnäololle on ominaista infrapunaspektri säteilyn absorptiolla erillisellä aallonpituusjoukolla.
Perinteiset infrapunaspektroskopialaitteet edellyttävät säteilylähdettä, säiliötä näytteelle ja infrapuna -antureita sen havaitsemiseksi, mitkä aallonpituudet ovat kulkeneet näytteen läpi. Perinteistä IR -spektrometriä kutsutaan dispersiiviseksi hila -spektrometriksi. Tämä toimii jakamalla IR -lähteen säteily kahteen virtaan, joista toinen virtaa näytteen läpi ja toista käytetään kontrollina. Spektrometri vertaa suhteellista absorptiota kontrollista ja näytteestä laskemaan suhteellinen absorptio kullekin aallonpituudelle.
IR -lähde on tyypillisesti kiinteä aine, joka on lämmitetty yli 2,700 1,500 asteeseen (noin XNUMX XNUMX astetta). Lähteitä ovat haavaiset sähköjohdot tai -langat, piikarbidi ja harvinaisten maametallien oksidi. Näyte voi olla kiinteä, neste tai kaasu. Se voi olla myös nestemäisessä liuoksessa, mutta tässä tilassa on huolehdittava siitä, että erotetaan toisistaan liuottimen ja liuenneen näytteen imeytyminen.
20 -luvun lopulla ja 21. vuosisadan alussa IR -spektroskopian instrumentoinnissa tapahtui monia edistysaskeleita. Alun perin manuaalisesti suoritetut IR -spektrit analysoitiin tietokoneella. Fourier -muunnos -IR (FTIR) -spektrometrit tarjosivat paljon tarkempia, tarkempia ja herkempiä tuloksia kuin hajautuva hila -IR -tekniikka.
Käytännössä kemiallisten ryhmien läsnäolo molekyylissä määritetään eliminointiprosessin avulla. Esimerkiksi absorptio tietyllä aallonpituusjoukolla merkitsee hiili-happi-kaksoissidoksen läsnäoloa, mikä tarkoittaa, että yhdiste voi sisältää joukon orgaanisia ryhmiä. Edelleen imeytyminen toisella aallonpituudella viittaa siihen, että on olemassa myös hiili-happi-yksinkertainen sidos, mikä tarkoittaa, että näyte sisältää karboksyyliryhmän (-CO2-). Vähintään yhden karboksyylihapporyhmän (-CO2-H) läsnäolo voidaan vahvistaa, jos havaitaan absorptiota aallonpituudella, joka vastaa hydroksyyli (-OH) -ryhmää.