La espectroscopia infrarroja (espectroscopia IR o espectroscopia vibracional) es la medida de la interacción de la radiación infrarroja con la materia por absorción, emisión o reflexión. Se utiliza para estudiar e identificar sustancias químicas o grupos funcionales en forma sólida, líquida o gaseosa.
¿Cómo funciona la absorción IR?
Los enlaces vibrantes absorben energía infrarroja a una frecuencia que corresponde a la frecuencia vibratoria del enlace. Si la frecuencia de la radiación coincide con la frecuencia vibratoria, el enlace absorberá la radiación. La amplitud de la vibración aumentará.
¿Para qué se utiliza la espectroscopia IR?
La espectroscopia infrarroja (IR) es un método de absorción ampliamente utilizado en análisis tanto cualitativos como cuantitativos. La región infrarroja del espectro incluye radiación electromagnética que puede alterar los estados de vibración y rotación de los enlaces covalentes en las moléculas orgánicas.
¿Cuál es el principio de la espectroscopia infrarroja?
La espectroscopia IR detecta la absorción de luz por un compuesto, en la región IR del espectro electromagnético. Para absorber la luz, una molécula debe tener un enlace dentro de su estructura que pueda exhibir lo que se conoce como un “momento dipolar”, lo que significa que los electrones dentro de un enlace no se comparten por igual.
¿Qué fenómeno es la base de la espectroscopia infrarroja?
La espectroscopia infrarroja aprovecha el hecho de que las moléculas absorben frecuencias específicas que son características de su estructura. Estas absorciones son frecuencias resonantes, es decir, la frecuencia de la radiación absorbida coincide con la frecuencia del enlace o grupo que vibra.
¿Qué detector se utiliza en la espectroscopia IR?
El detector de sulfuro de plomo se utiliza para la región del infrarrojo cercano del espectro. Para la radiación infrarroja media y lejana se utiliza el detector de telururo de mercurio y cadmio.
¿Cuáles son las dos aplicaciones principales de la espectroscopia IR?
Algunas de las principales aplicaciones de la espectroscopia IR son las siguientes:
Identificación del grupo funcional y elucidación de la estructura.
Identificación de sustancias.
Estudiar el progreso de la reacción.
Detección de impurezas.
Análisis cuantitativo.
¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la espectroscopia infrarroja?
Ventajas y desventajas de la espectroscopia infrarroja
No destructivo. Una de las principales ventajas es que la espectroscopia infrarroja no causa daños.
Sensibilidad. Una desventaja del uso de la espectroscopia infrarroja es que requiere instrumentos muy sensibles y bien sintonizados.
Preparación.
¿Cuál es el rango de la espectroscopia IR?
El rango infrarrojo cubre 700-1000 nm (longitud de onda), o 14,286-12,800 cm-1 (número de onda), y la radiación ultravioleta tiene números de onda por encima de estos, aproximadamente, 25,000 – 50,000 cm-1, o 100 a 400 nm (longitud de onda).
¿Cuáles son los 3 modos vibratorios principales?
Para las moléculas, exhiben tres tipos generales de movimientos: traslaciones (externas), rotaciones (internas) y vibraciones (internas). Una molécula diatómica contiene un solo movimiento, mientras que las moléculas poliatómicas exhiben vibraciones más complejas, conocidas como modos normales.
¿Qué causa la absorción IR?
Para que una molécula absorba IR, las vibraciones o rotaciones dentro de una molécula deben causar un cambio neto en el momento dipolar de la molécula. Si la frecuencia de la radiación coincide con la frecuencia vibratoria de la molécula, la radiación será absorbida, provocando un cambio en la amplitud de la vibración molecular.
¿Qué es la absorción IR?
En general, la absorción IR es causada por la interacción entre el vector de campo eléctrico IR y los momentos de transición del dipolo molecular relacionados con las vibraciones moleculares. La absorción es máxima cuando el vector del campo eléctrico y el momento de transición del dipolo son paralelos entre sí.
¿Cuál es un ejemplo de radiación infrarroja?
El calor que sentimos de la luz del sol, un fuego, un radiador o una acera caliente es infrarrojo. La luz infrarroja incluso se usa a veces para calentar alimentos: ¡las lámparas especiales que emiten ondas infrarrojas térmicas se usan a menudo en los restaurantes de comida rápida! Las ondas infrarrojas cercanas más cortas no son calientes en absoluto; de hecho, ni siquiera puedes sentirlas.
¿Qué es el rango IR medio?
La región espectral del IR medio, de 2 a 20 µm, se denomina región de huellas dactilares moleculares, porque la mayoría de las moléculas tienen allí bandas vibratorias fundamentales intensas. El espectro IR de una molécula dada proporciona una forma única de identificar y cuantificar de manera no intrusiva esa molécula en cualquier fase de la materia.
¿El infrarrojo es de baja frecuencia?
Las ondas de luz de alta frecuencia y longitud de onda corta transportan alta energía, mientras que las ondas de luz de baja frecuencia y longitud de onda larga transportan menor energía. Una de esas formas de luz que es invisible a simple vista es la luz infrarroja. El infrarrojo está justo a lo largo de la longitud de onda de la luz roja visible.
¿Cuáles son las desventajas de la espectroscopia IR?
La espectroscopia FT-IR también tiene algunas desventajas 4:
En el espectro IR de las mezclas complejas, las bandas de absorción suelen superponerse.
Las mezclas complejas son generalmente imposibles de analizar sin espectros IR de referencia de materiales puros.
La espectroscopia IR no es una técnica muy sensible.
¿Qué tan precisa es la espectroscopia infrarroja?
En el análisis de mezclas en condiciones favorables, la precisión es superior al 1%. En los análisis de rutina, es de ± 5%. El objetivo principal del análisis espectroscópico IR es determinar los grupos funcionales químicos en la muestra. Diferentes grupos funcionales absorben frecuencias características de la radiación IR.
¿Qué es un pico fuerte en IR?
Un pico fuerte alrededor de 1450 cm-1 indica la presencia de grupos metileno (CH2), mientras que un pico fuerte adicional alrededor de 1375 cm-1 es causado por un grupo metilo (CH3) (ejemplos 1, 8-10).
¿La espectroscopia infrarroja es cara?
Explicación: Un espectro IR es algo fácil de hacer; es directo; y no es caro. Si es realmente útil es otra cuestión.
¿La espectroscopia infrarroja es cuantitativa o cualitativa?
La espectroscopia infrarroja es un método de análisis cualitativo y cuantitativo rápido, que ahorra tiempo, rentable, preciso y no destructivo. Este método se ha aplicado para el análisis cuantitativo de compuestos en matrices complejas, como la medicina basada en plantas y los suplementos, con el apoyo de técnicas quimiométricas.
¿Cómo se detecta el IR?
Los sensores infrarrojos activos emiten y detectan radiación infrarroja. Los sensores IR activos tienen dos partes: un diodo emisor de luz (LED) y un receptor. Cuando un objeto se acerca al sensor, la luz infrarroja del LED se refleja en el objeto y es detectada por el receptor.
¿Por qué se enfría el IR?
Permiten enfriar el detector con baja eficiencia y no a la muy baja temperatura. No generan vibraciones y por lo tanto son aptos para detectores térmicos, donde el efecto micrófono puede disminuir su rendimiento. Los detectores de fotones deben enfriarse incluso a 77 K o más.
¿Qué puede detectar el infrarrojo?
Detección de infrarrojos Todos los objetos de la Tierra emiten radiación IR en forma de calor. Esto puede detectarse mediante sensores electrónicos, como los que se utilizan en las gafas de visión nocturna y las cámaras infrarrojas.
¿De qué color es el infrarrojo?
La luz infrarroja cercana invisible de CIR se puede “ver” cambiándola y los colores primarios como se muestra a la izquierda. Las longitudes de onda del infrarrojo cercano se vuelven visibles en rojo, mientras que las longitudes de onda rojas aparecen en verde y el verde en azul.
¿Cuáles son los 3 usos de las ondas infrarrojas?
La luz infrarroja (IR) es utilizada por calentadores eléctricos, cocinas para cocinar alimentos, comunicaciones de corto alcance como controles remotos, fibras ópticas, sistemas de seguridad y cámaras termográficas que detectan personas en la oscuridad. El efecto de calentamiento de IR puede causar quemaduras en la piel.