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La spectroscopie infrarouge, également connue sous le nom de spectroscopie IR, peut révéler les structures de composés chimiques liés par covalence, tels que des composés organiques. En tant que tel, pour les étudiants et les chercheurs qui synthétisent ces composés en laboratoire, cela devient un outil utile pour vérifier les résultats d'une expérience. Différentes liaisons chimiques absorbent différentes fréquences de l'infrarouge et la spectroscopie infrarouge montre les vibrations à ces fréquences (affichées sous forme de nombres d'onde) en fonction du type de liaison.
Une fonction
La spectroscopie infrarouge est un outil utile dans la boîte à outils du chimiste pour identifier les composés. Il ne donne pas la structure exacte d'un composé, mais montre plutôt l'identité des groupes fonctionnels, ou des fractions, dans une molécule - les différents segments de la composition de la molécule. En tant qu'outil inexact, la spectroscopie IR fonctionne mieux lorsqu'elle est utilisée conjointement avec d'autres formes d'analyse, telles que la détermination du point de fusion.
En chimie professionnelle, les IR ont largement disparu de la mode, remplacés par des méthodes plus informatives telles que la spectroscopie RMN (résonance magnétique nucléaire). Selon l'université du Colorado à Boulder, la spectroscopie IR reste utile pour identifier les caractéristiques importantes des molécules synthétisées lors d'expériences en laboratoire étudiantes.
Méthode
Généralement, le chimiste broie un échantillon solide avec une substance telle que le bromure de potassium (qui, en tant que composé ionique, n'apparaît pas dans la spectroscopie IR) et le place dans un dispositif spécial permettant au capteur de briller à travers lui. Parfois, il mélange des échantillons solides avec des solvants, tels que l’huile minérale (ce qui donne une lecture limitée et connue dans l’IR), pour utiliser la méthode du liquide, qui consiste à placer un échantillon entre deux plaques de sel pressé (NaCl, chlorure de sodium) pour la lumière infrarouge à traverser, selon la Michigan State University.
Importance
Lorsque la lumière ou le rayonnement infrarouge frappe une molécule, les liaisons dans la molécule absorbent l'énergie de l'infrarouge et réagissent en vibrant. Les scientifiques appellent communément les différents types de vibrations: flexion, étirement, basculement ou cisaillement.
Selon Michele Sherban-Kline de l’Université de Yale, un spectromètre à infrarouge a une source, un système optique, un détecteur et un amplificateur. La source émet des rayons infrarouges; le système optique déplace ces rayons dans la bonne direction; le détecteur observe les modifications du rayonnement infrarouge et l'amplificateur améliore le signal du détecteur.
Les types
Parfois, les spectromètres utilisent des faisceaux infrarouges simples, puis les divisent en longueurs d'onde composantes. d'autres conceptions utilisent deux faisceaux distincts et utilisent la différence entre ces faisceaux après le passage d'un faisceau dans l'échantillon pour donner des informations sur celui-ci. Selon Michele Sherban-Kline de l'Université de Yale, les spectromètres à l'ancienne amplifient le signal de manière optique et les spectromètres modernes utilisent l'amplification électronique dans le même but.
Identification
La spectroscopie IR identifie les molécules en fonction de leurs groupes fonctionnels. Le chimiste utilisant la spectroscopie IR peut utiliser un tableau ou un tableau pour identifier ces groupes. Chaque groupe fonctionnel a un nombre d'onde différent, indiqué en centimètres inversés, et une apparence typique - par exemple, l'étirement d'un groupe OH, tel que celui de l'eau ou de l'alcool, occupe un très large pic avec un nombre d'onde proche de 3500, selon Michigan. Université d'État. Si le composé synthétisé ne contient aucun groupe alcool (également appelé groupe hydroxyle), ce pic peut indiquer la présence involontaire d'eau dans l'échantillon, une erreur commune de l'élève en laboratoire.