Ir spektroskopi

Broom icon.svgDer er ingen kildehenvisninger i denne artikel, hvilket er et problem.
Du kan hjælpe ved at angive kilder til de påstande, der fremføres. Hvis ikke der tilføjes kilder, vil artiklen muligvis blive slettet.
Question book-4.svg
Merge-arrow.svgSammenskrivningsforslag
Artiklen Ir spektroskopi er foreslået føjet ind i IR spektrometri. (Siden februar 2018)  Diskutér forslaget

Infrarød Spektroskopi er en eksperimentel analysemetode, som giver et overblik over hvilke bindinger og funktionelle grupper der findes i et molekyle. Det er en let og billig analysemetode som ofte anvendes i eksempelvis medicinalindustrien.

Konkret fremgangsmådeRediger

For at et IR-spektrum kan fremkomme, skal en given prøve analyseres med et IR-spektrometer. Dette afsnit handler om:

1. Stoffet - flydende vs. fast formRediger

Tilstandsformen af stoffet der analyseres samt hvilken type maskine der anvendes er essentielt for hvordan de følgende trin udføres. IR maskinen er bygget til at kunne analysere to former, men forberedelsen er forskellig fra den ene til den anden.

2. Forberedelse af stoffetRediger

Stoffet undergår enten en kompression eller bliver opløst. Der er to måder at måle IR absorption på ved flydende og fast stoffer. Den ene maskine anvender KaliumBromid (KBr) plader. Det stof der ønskes analyseret anbringes mellem to plader. Disse to plader holder materialet på plads og absorberer i sig selv ingen IR-stråling. Dette gør det muligt at analysere stoffet mellem pladerne, da det er det eneste der absorberer strålingen.

 
Her bliver der illustreret hvordan KBr pladerne i sig selv ikke absorberer IR-strålingen.
 
Her lægges der et stof mellem pladerne, man kan nu se det absorbere en hvis mængde IR-stråling.

Det andet apparat har en refleksionskrystal, hvor stoffet bliver lagt på, så IR-strålen kan reflektere mellem stoffet og en glas-substratplade i krystallen. Lyset bliver derefter målt i en computersensor, og omsættes vha computeren til et spektrum.

 
Illustration af hvordan IR-strålen reflekteres i krystallen mellem glas substratet og stoffet.

3. Bølgelængdernes virkning på stoffet.Rediger

Et molekyle indeholder atomer, og disse vil altid vibrere i forhold til hinanden når de rammes af infrarød stråling. Vibrationerne opstår som enten strækninger og sammenpresninger af en binding, eller vinklen mellem to bindinger som kan ændre sig. Jo flere kovalente bindinger der er i et molekyle, desto flere muligheder er der for vibrationer. De forskellige vibrationer afgør hvor absorptionsbåndene ligger i spektret, og absorptionsbåndene vil derfor se forskellige ud, alt efter hvilken vibration der er tale om.  

Tabel med de forskellige vibrationsmuligheder
Symmetrisk Asymmetrisk
Bøj
Stræk

IR-spektre og tolkningRediger

Produktet ved en IR analyse af et stof er et spektrum. I det følgende afsnit gøres der rede for hvad et sådan spektrum består af, og hvordan det læses.

 
IR spektrum

Ud ad førsteaksen har spektret bølgetal, som har enheden cm-1. Bølgetallet svarer til den reciprokke værdi af bølgelængden af det infrarøde lys, der sendes gennem prøven. Op ad anden aksen har spektret transmittans, der angiver hvor stor en brøkdel af strålingen, der passerer gennem stofprøven i forhold til referencen. Transmittansen angives i procent.

Når man kigger på et IR-spektrum betragtes absorptionsbåndene, der ses de steder, hvor der sker et markant fald i transmittans. Et bånd kan kategoriseres som enten svagt, medium eller stærkt, afhængigt af hvor stort faldet i transmittans er.

Ved analyse af et spektrum på gymnasie niveau kigges der udelukkende på området fra bølgetallet 1500 cm-1 og op, idet området under 1500 cm-1  kaldes fingeraftryksområdet og skyldes vibrationer, der er meget individuelle for de enkelte stoffer. Ved analyse af et IR-spektrum kan følgende fremgangsmåde benyttes:

  1. Identificer de karakteristiske absorptionsbånd
  2. Ud fra hvert bånd aflæses bølgetallet
  3. Bølgetal og form for hver bånd sammenlignes med tabel 1, hvoraf de funktionelle grupper kan bestemmes

Eksempelvis kigges der på tabellen nedenfor. Absorptionsbåndet længst til venstre på IR-spektret med bølgetal 3322 cm-1  må antages at være fra en sekundær amin, idet den ligger i intervallet 3150-3400 cm-1 , samt kun har en tak (en primær amin vil have to takker). Absorptionsbåndet har styrken medium. En iagttagelse som denne udføres for alle absorptionsbånd over 1500 cm-1.

 
Fra Compound Interest: http://www.compoundchem.com/2015/02/05/irspectroscopy/ Ovenstående tabel viser sammenhængen mellem bølgetal og forskellige funktionelle grupper. Under hver funktionel gruppe ses en cirkel med et bogstav i, der kan angive intensitet og form af absorptionsbåndet.