Lo strumento di base per la spettrometria IR è lo spettrometro a infrarossi (IR).
Questo dispositivo è fondamentale per determinare i tipi di legami presenti in una molecola analizzando l'assorbimento di specifiche lunghezze d'onda della luce infrarossa da parte di questi legami.
4 punti chiave da comprendere
1. Principio di funzionamento
Uno spettrometro IR funziona in base al principio che i diversi tipi di legami covalenti presenti in una molecola assorbono specifiche lunghezze d'onda della luce infrarossa.
Questo assorbimento avviene perché ogni legame può essere paragonato a una piccola molla, in grado di vibrare in vari modi.
Quando la luce infrarossa interagisce con un campione, i legami assorbono selettivamente le lunghezze d'onda che corrispondono alle loro frequenze vibrazionali.
La luce assorbita viene quindi convertita in energia vibrazionale all'interno della molecola.
2. Preparazione e analisi del campione
Il campione da analizzare viene posto nel percorso di un fascio di luce infrarossa.
A seconda dello stato del campione (solido, liquido o gassoso), si utilizzano tecniche di preparazione diverse.
Per i solidi, si utilizzano metodi come la tecnica mull o il metodo della riflessione totale attenuata (ATR).
La tecnica mull prevede la miscelazione del campione con un agente mulligante come il Nujol per formare una pasta, che viene poi applicata alle piastre di sale per l'analisi.
Il metodo ATR, invece, consente di misurare direttamente i campioni di polvere premendoli contro un prisma ad alto indice di rifrazione, come il seleniuro di zinco o il germanio, e analizzando la luce totalmente riflessa internamente.
3. Interpretazione dei risultati
Esaminando le lunghezze d'onda della luce assorbita dal campione, i chimici possono dedurre i tipi di legami presenti nella molecola.
Ad esempio, un doppio legame C=O assorbe tipicamente la luce a 5800 nm.
L'andamento dell'assorbimento in diverse lunghezze d'onda fornisce un'impronta digitale spettrale della molecola, favorendone l'identificazione e l'analisi strutturale.
4. Applicazioni
La spettrometria IR non è utilizzata solo nell'analisi chimica, ma anche nel monitoraggio ambientale.
Ad esempio, può misurare i livelli di anidride carbonica nell'atmosfera utilizzando analizzatori di gas a infrarossi.
Questi dispositivi misurano l'assorbimento di specifiche lunghezze d'onda da parte di gas come CO, CO2 e CH4, fornendo dati preziosi per studi ambientali e processi industriali.
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