Wikipedia

Infrarød spektroskopi: Forskelle mellem versioner

Gennemse historikken interaktivt
← Gå til forrige forskelGå til næste forskel →
Content deleted Content added
VisueltWikitekst
Stadig bøvl med tekst og billeder
Ingen kilder
Linje 1:
{{ingen kilder}}
{{SammenskrivesTilSammenskrivesFra|IRIr spektrometrispektroskopi|dato=februar 2018}}
'''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.
[[Fil:Bromomethane IR spectroscopy.svg|thumb|Et eksempel på et IR-spektrum på [[bromomethan]].]]
'''IR Spektrometri''' ('''Infrarød spektrometri''') er [[spektrometri]], der benytter den [[Infrarød stråling|infrarøde]] del af det [[elektromagnetiske spektrum]], hvilket er lys med en længere [[bølgelængde]] og lavere [[frekvens]] end [[synligt lys]]. Det dækker over teknikker, der hovedsageligt er baseret på [[absorptionsspektroskopi]]. Ligesom andre spektrometriteknikker kan IR spektrometri bruges til at identificere og undersøge [[Kemisk stof|kemiske stoffer]].. For en given prøve, som kan være fast, flydende eller på [[gas]]form, benytter teknikken en instrument kaldet et '''IR spektrometer''' (eller spektrofotometer) til at skabe et infrarødt spektrum. Et IR-spektrum er grundlæggende en graf med [[absorbans]] (eller [[transmittans]]) af infrarødt lys på en vertikal akse mod en frekvens eller bølgelængde på den horisontale akse. Den typiske [[måleenhed]] for frekvens i IR-spektre er [[reciprokcentimeter]] (nogle gange kaldet [[bølgetal]]), med symbolet cm<sup>−1</sup>. Enheder for IR bølgelængder gives ofte i [[mikrometer]] (tidligere kaldet "mikron"), med enheden μm, hvilket hænger sammen med det [[reiprok]]ke bølgetal. Et [[Fourier transformations IR spektrometri]] (FTIR) [[spektrometer]] er et almindeligt [[laboratorie]]instrument, der benytter IR spektrometri.
 
Den infrarøde del af det elektromagnetiske spektrum er normalt opdelt i tre områder; kort-, mellem- og lang- infrarød, opkaldt efter deres relation til det synlige spektrum. Nær-IRs højere energi på omkring 14.000–4.000 cm<sup>−1</sup> (svarende til en bølgelængde på 0,8–2,5 μm) kan [[excitere]] [[overtone]]r eller harmoniske vibrationer. mellem IR, omkring 4.000–4.00 cm<sup>−1</sup> (2.5–25 μm) kan bruges til at undersøge grundlæggende vibrationer og lignende [[Rotations–vibrationsspektroskopi|rotations-vibrations]] strukturer. lang IR, omkring 400–10 cm<sup>−1</sup> (25–1000 μm), ligger tæt på [[mikrobølge]]-området, og har lav energi, der kan bruges til [[rotationsspektroskopi]]. Navnene og klassifikationerne af disse underområder er [[konvention]]er og er kun løst baseret på de relative molekylære eller elektromagnetiske egenskaber.
== Konkret fremgangsmåde ==
For at et IR-spektrum kan fremkomme, skal en given prøve analyseres med et IR-spektrometer. Dette afsnit handler om:
 
{{Natvidbiostub}}
=== 1. Stoffet - flydende vs. fast form ===
{{DEFAULTSORT:spektrometri, IR}}
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.
 
[[Kategori:Elektromagnetisk stråling]]
=== 2. Forberedelse af stoffet ===
[[Kategori:KemiMåleinstrumenter]]▼
Stoffet undergår enten en kompression eller bliver opløst. Der er 2 måder at måle IR absorption på ved flydende og fast stoffer. Den ene maskine anvender [[KaliumBromid]] (KBr) plader. Stoffet der ønskes at analyser anbringes mellem to plader. Disse 2 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 absorbere strålingen.
{| class="wikitable"
|[[Fil:Tomme kaliumbromidplader.jpg|thumb|Her bliver der illustreret hvordan KBr pladerne i sig selv ikke absorbere IR-strålingen.|left|550x550px]]
|[[Fil:Plader af kaliumbromid med stof i mellem.jpg|thumb|Her lægges der et stof mellem pladerne, man kan nu se det absorbere en hvis mængde IR-stråling.|532x532px]]
|}
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.
 
[[Fil:ATR krystal. jpg.png|Illustration af hvordan IR-strålen reflekteres i krystallen mellem glas substratet og stoffet.|center|frame|500x500px]]
 
=== 3. Bølgelængdernes virkning på stoffet. ===
Et molekyle indeholder [[atom]]er, 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 [[kovalent binding|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.  
 
{| class="wikitable"
|+Tabel med de forskellige vibrationsmuligheder
!
!Symetrisk
!Asymetrisk
|-
|Bøj
|[[Fil:Scissoring.gif|thumb]]
|[[Fil:Modo rotacao.gif|thumb]]
|-
|Stræk
|[[Fil:Symmetrical stretching.gif|thumb]]
|[[Fil:Asymmetrical stretching.gif|thumb]]
|}
 
== IR-spektre og tolkning ==
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.
[[Fil:IR egen.png|thumb|IR spektrum|center|500x500px]]
 
Ud ad førsteaksen har spektret bølgetal, som har enheden cm<sup>-1</sup>. 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<sup>-1</sup> og op, idet området under 1500 cm<sup>-1</sup>  kaldes fingeraftryksområdet og skyldes vibrationer, der er meget individuelle for de enkelte stoffer. Ved analyse af et IR-spektrum kan følgende fremgangsmåde benyttes:
# Identificer de karakteristiske absorptionsbånd
# Ud fra hvert bånd aflæses bølgetallet
# 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<sup>-1</sup>  må antages at være fra en sekundær amin, idet den ligger i intervallet 3150-3400 cm<sup>-1</sup>  , 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<sup>-1</sup>.
 
[[Fil:IR tabel.png|thumb|Fra Compound Interest: <nowiki>http://www.compoundchem.com/2015/02/05/irspectroscopy/</nowiki>
 
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.
|center|1031x1031px]]
▲[[Kategori:Kemi]]
Hentet fra "https://da.wikipedia.org/wiki/Infrarød_spektroskopi"