Infracrvena (IR) spektroskopija se koristi za analizu molekula. Postoje mnoge vrste spektroskopije koje se koriste za određivanje različitih svojstava i karakteristika molekule. Instrumenti IR spektroskopije koriste se za razjašnjavanje koje su skupine prisutne u uzorku.
Opseg IR zračenja obuhvaća valne duljine od 800-1,000,000 2,500 16,000 nanometara. Ovo svjetlo je nevidljivo ljudskom oku, iako se učinci IR zračenja osjećaju kao toplina. Raspon zračenja koji se koristi u instrumentaciji IR spektroskopije je XNUMX-XNUMX nanometara. Ovaj raspon naziva se područje grupne frekvencije.
Kemijske veze u molekuli mogu se rastegnuti, savijati ili uvijati kada su izložene IR zračenju. To se događa na valnoj duljini koja je jedinstvena za svaku vezu i svaku vrstu vibracije. Stoga je prisutnost specifične veze u IR spektru karakterizirana apsorpcijom zračenja na diskretnom skupu valnih duljina.
Konvencionalni instrumenti za IR spektroskopiju zahtijevaju izvor zračenja, spremnik za uzorak i IR senzore za otkrivanje koje su valne duljine prošle kroz uzorak. Tradicionalni IR spektrometar naziva se spektrometar s disperzivnom rešetkom. To radi tako što se zračenje iz IR izvora dijeli u dva toka, pri čemu jedan tok prolazi kroz uzorak, a drugi se koristi kao kontrola. Spektrometar uspoređuje relativnu apsorpciju iz kontrole i uzorka kako bi izračunao relativnu apsorpciju za svaku valnu duljinu.
IR izvor je obično krutina koja je zagrijana na više od 2,700 stupnjeva Fahrenheita (oko 1,500 stupnjeva Celzija). Izvori uključuju namotane električne žice ili filamente, silicij karbid i oksid rijetkih zemnih metala. Uzorak može biti čvrst, tekući ili plin. Također može biti u tekućoj otopini, ali u tom stanju mora se paziti da se napravi razlika između apsorpcije otapalom i apsorpcije otopljenog uzorka.
Krajem 20. stoljeća i početkom 21. stoljeća došlo je do velikog napretka u instrumentaciji IR spektroskopije. Analiza IR spektra, koja se prvotno provodila ručno, postala je kompjuterizirana. IR spektrometri s Fourierovom transformacijom (FTIR) ponudili su daleko preciznije, točnije i osjetljivije rezultate od IR tehnologije disperzivne rešetke.
U praksi se prisutnost kemijskih skupina u molekuli određuje procesom eliminacije. Na primjer, apsorpcija na određenom skupu valnih duljina implicira prisutnost dvostruke veze ugljik-kisik, što znači da spoj može sadržavati niz organskih skupina. Daljnja apsorpcija na drugoj valnoj duljini sugerira da postoji i jednostruka veza ugljik-kisik, što znači da uzorak sadrži karboksilnu skupinu (-CO2-). Prisutnost najmanje jedne skupine karboksilne kiseline (-CO2-H) potvrdila bi se ako se primijeti apsorpcija na valnoj duljini koja odgovara hidroksilnoj (-OH) skupini.