La spectroscopie infrarouge, communément appelé simplement "IR" est une méthode spectroscopique utile et largement répandu pour déterminer la structure des composés organiques. La technique repose sur la mesure de l'intensité du rayonnement infrarouge qui a traversé un composé chimique. Certaines des obligations du composé absorbent des longueurs d'onde particulières du rayonnement, et les longueurs d'onde qui sont absorbées sont caractéristiques de la liaison. Le procédé permet donc à l'identification de la structure chimique d'un composé moins partiel.
Composés organiques
L'industrie alimentaire a introduit une certaine confusion sur le sens de "," organiques aliments en particulier pour culture biologique. Cependant, d'un point de vue purement chimique, «organique» se réfère uniquement à des composés chimiques qui contiennent du carbone et de l'hydrogène.
Groupes fonctionnels
De nombreux composés organiques contiennent des groupes fonctionnels au sein de leur structure. Ceux-ci peuvent comporter des atomes autres que le carbone et l'hydrogène, tels que l'oxygène, l'azote ou le chlore. l'acide acétique, par exemple, est l'ingrédient actif dans du vinaigre; sa formule moléculaire est CH? COOH. -CH? est connu comme un groupe méthyle, et le groupe -COOH est connu comme un groupe acide carboxylique. D'autres groupes fonctionnels communs comprennent des cétones, des aldéhydes, des amines, des groupes hydroxyle, des groupes nitro et des groupes cyano. Beaucoup de ces groupes fonctionnels présentent des interactions particulièrement fortes avec un rayonnement infrarouge.
Composés organiques et rayonnement infrarouge
La partie infrarouge du spectre électromagnétique comprise entre 1 millimètre (mm) à 750 nanomètres (nm). La spectroscopie infrarouge de composés organiques traite principalement de la gamme de longueur d'onde de 8000 nm à 2500. Comme une question de convention, les chimistes utilisent des unités de nombres d'ondes (aussi appelées centimètres réciproques, cm? ¹) dans les mesures de spectroscopie infrarouge, et la gamme de nm 2500-8000 correspond à 4000 à 1300 cm? ¹.
Lorsqu'un composé organique est exposé à un rayonnement infrarouge, une partie de ses liaisons et les groupes fonctionnels absorbe le rayonnement d'une longueur d'onde particulière. L'absorption est en fait le résultat d'une liaison donnée subissant une vibration ou étirement. Par exemple, un groupe hydroxyle (-OH) d'un alcool tel que le méthanol (CH? OH) absorbe le rayonnement infrarouge entre 3300 et 3400 cm? ¹ que les tronçons de liaison OH. Les nombres d'onde du rayonnement absorbée par différentes liaisons et les groupes fonctionnels sont fournis dans les tableaux de correspondance, tels que ceux disponibles sur le site Web de Central Connecticut State University.
Applications et limites
Quand un chimiste réalise une réaction de synthèse (une réaction dans laquelle deux ou plusieurs composés sont mis à réagir pour faire un nouveau composé), il doit "caractériser" le produit de la réaction pour vérifier que le nouveau composé est comme il le prétend.
A titre d'exemple, une expérience de chimie organique commune implique l'oxydation de l'éthanol (CH? CH? OH) d'acide acétique (CH? COOH). Après avoir terminé la synthèse, un étudiant peut exécuter une IR pour vérifier l'identité du produit. Dans ce cas, l'acide acétique contenant une liaison C = O en tant que partie de son groupe acide carboxylique (-COOH), tandis que l'éthanol ne fonctionne pas. Ainsi, selon les tableaux de correspondance, un spectre IR devrait révéler une absorption entre 1700 et 1730 cm? ¹ cela n'a pas été présente avant la réaction a été exécuté.
Bien que IR fournit des preuves de groupes fonctionnels spécifiques, il ne peut pas, en soi, prouver la structure d'un composé organique; Ainsi, il est normalement utilisé en conjonction avec d'autres techniques telles que la résonance magnétique (RMN), la spectrométrie nucléaire.
Instrumentation
Les instruments qui mesurent et enregistrent le spectre d'absorption infrarouge des composés organiques sont appelés «spectromètres infrarouge», ou Ils se répartissent en deux grandes catégories "spectrophotomètres infrarouges.": La numérisation et de transformation de Fourier (FTIR). La plupart des instruments modernes utilisés sont de la variété IRTF, en raison du temps significativement plus court requis pour balayer un échantillon.
Les fabricants d'instruments font d'autres instruments pour étudier les interactions des composés avec un rayonnement dans le proche infrarouge (800-2500 nm) et un rayonnement infrarouge lointain (30.000 à 1.000.000 nm).