Kaj je infrardeči spektrofotometer?

Infrardeči spektrofotometer je naprava, ki se uporablja v organski kemiji za zbiranje informacij o strukturnih lastnostih organskih molekul in spojin. V tej posebni vrsti spektrofotometra kemične spojine absorbirajo infrardečo svetlobo in analizirajo gibanje kemičnih vezi. Infrardeči spektrofotometri se lahko uporabljajo za identifikacijo neznanih kemikalij in za določanje čistosti vzorca. Pogosto se uporabljajo v raziskovalnih aplikacijah na univerzah in v kemični procesni industriji.

Infrardeči spektrofotometer, pogosto znan kot IR spektrofotometer, uporablja infrardečo svetlobo, da povzroči gibanje v vezi organskih molekul. Infrardeča svetloba pade med vidno svetlobo in mikrovalovno sevanje v spektru elektromagnetnega sevanja. To vrsto svetlobe lahko nadalje razdelimo na bližnje, srednje in daljno IR območje, pri čemer je srednji IR obseg najbolj koristen pri infrardeči spektroskopiji. Svetloba v tem območju ima lahko valovno dolžino ali λ od 3×10-4 do 3×10-3 centimetra. To območje je mogoče izraziti tudi z valovnim številom ali ν, ki je inverzna valovna dolžina.

Organske molekule lahko absorbirajo infrardečo svetlobo in posledično lahko vibrirajo na različne načine. Absorpcija infrardeče svetlobe se pojavi, kadar se sevalna energija same svetlobe ujema z energijo dane molekularne vibracije. Gibanje lahko opišemo s simetričnim in asimetričnim raztezanjem molekularnih vezi in upogibanjem molekularnih vezi.

Infrardeči spektrofotometer, ki uporablja prizmo ali rešetko za razdelitev vira infrardečega sevanja na ločene frekvence, je znan kot disperzivni infrardeči spektrofotometer. Sodobnejši dizajn, infrardeči spektrofotometer s Fourierjevo transformacijo, je prednostna naprava v raziskovalnih in industrijskih okoljih. Natančnost sporočenih valovnih števil je konstantna v celotnem območju skeniranja naprave zaradi stalne ločljivosti.

Infrardeči spektrofotometer s Fourierjevo transformacijo je sestavljen iz petih osnovnih delov – vira infrardečega sevanja, interferometra, vzorca, detektorja in računalnika. Vir infrardečega sevanja je običajno žareč vir črnega telesa, količina oddane energije pa je nadzorovana z zaslonko. Interferometer je optična naprava, ki izvaja spektralno kodiranje na žarku infrardečega sevanja. Žarek prehaja skozi vzorec in nato skozi detektor, ki dekodira signale interferograma iz interferometra. Zadnji korak je računalnik, ki izvede Fourierjevo transformacijo podatkov in jih predstavi v uporabnem vmesniku.

Infrardeči spektrofotometer je edinstven po tem, da se lahko uporablja za identifikacijo funkcionalnih skupin v neznanem vzorcu. Nekatere funkcionalne skupine imajo “prstni odtis” ali edinstven absorpcijski vrh, ki ga je mogoče identificirati iz izhodnega grafa infrardečega spektrofotometra. Knjižnice in baze podatkov organskih kemijskih odčitkov se lahko uporabljajo za identifikacijo neznanih organskih vzorcev.