Die IR-Spektroskopie ist eine Technik, mit der die chemische Zusammensetzung von festen, flüssigen oder gasförmigen Proben ermittelt und analysiert werden kann.
Dies geschieht durch Messung der Absorption von Infrarotstrahlung durch die Probe.
Diese Technik beruht auf dem Prinzip, dass verschiedene chemische Bindungen innerhalb eines Moleküls bestimmte Wellenlängen des Infrarotlichts absorbieren.
Diese Wellenlängen entsprechen den Schwingungs- und Rotationsenergieniveaus des Moleküls.
Durch die Analyse des Absorptionsspektrums können Chemiker die Arten der Bindungen in einem unbekannten Molekül bestimmen.
Was ist die Technik der IR-Spektroskopie? (5 Schlüsselpunkte erklärt)
1. Vorbereitung der Probe
Die IR-Spektroskopie setzt voraus, dass die Probe für Infrarotstrahlung durchlässig ist.
Zu den üblicherweise verwendeten Materialien für die Probenvorbereitung gehören Salze wie NaCl und KBr.
Die Vorbereitungsmethoden variieren je nach Art der Probe.
Feste Proben
Mull-Verfahren: Fein zerkleinerte feste Proben werden mit Nujol (einem Mullierungsmittel) zu einer dicken Paste vermischt.
Die Paste wird dann auf Salzplatten aufgetragen.
Die Probe wird in den Strahlengang des IR-Strahls gebracht, und das Spektrum wird aufgenommen.
Methode der diffusen Reflexion: Diese Methode wird für Pulverproben verwendet.
Die Probe wird in einem Alkalihalogenid wie KBr verdünnt.
Das Spektrum wird aus dem diffus reflektierten Licht gewonnen.
Bei dieser Methode müssen keine Pellets gebildet werden, was die Vorbehandlung vereinfacht.
KBr-Pellet-Methode: Die Proben werden mit KBr gemischt und mit einer hydraulischen Presse zu einem Pellet gepresst.
Dieses Pellet wird dann im Spektrometer analysiert.
ATR-Methode (abgeschwächte Totalreflexion): Diese Methode ermöglicht die direkte Messung von Pulverproben.
Die Proben werden gegen ein Prisma mit hohem Brechungsindex (z. B. ZnSe oder Ge) gedrückt.
Das Infrarotspektrum wird mit Licht gemessen, das im Prisma total reflektiert wird.
2. FTIR-Spektroskopie
Die Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie (FTIR) ist eine besondere Art der IR-Spektroskopie.
Sie verwendet ein Interferometer zur Aufspaltung und Rekombination von Infrarotlicht.
Diese Technik verbessert die Auflösung und Empfindlichkeit der Spektraldaten.
Sie ermöglicht eine genauere Analyse der chemischen Bindungen und ihrer Schwingungen.
3. Analyse der Ergebnisse
Bei der Verwendung eines IR-Spektrometers wird die Probe mit Infrarotlicht bestrahlt.
Jede Art von chemischer Bindung innerhalb des Moleküls absorbiert bestimmte Wellenlängen dieses Lichts.
Dieses Licht wird in Schwingungsenergie umgewandelt.
Eine C=O-Doppelbindung zum Beispiel absorbiert typischerweise Licht bei 5800 nm.
Durch die Untersuchung der Wellenlängen des absorbierten Lichts können Chemiker auf die Art der im Molekül vorhandenen Bindungen schließen.
Dies hilft bei der Identifizierung und Charakterisierung der chemischen Zusammensetzung der Probe.
4. Vielseitigkeit der IR-Spektroskopie
Die IR-Spektroskopie ist ein vielseitiges Analyseinstrument.
Sie nutzt die Absorption von Infrarotstrahlung durch chemische Bindungen.
Sie identifiziert und analysiert die molekulare Struktur verschiedener Arten von Proben.
Die verschiedenen Präparationsmethoden sind auf den physikalischen Zustand der Probe zugeschnitten.
Sie liefert wertvolle Erkenntnisse über die chemische Zusammensetzung von Materialien.
5. Die Leistungsfähigkeit der IR-Spektroskopie
Die IR-Spektroskopie ist ein leistungsstarkes Analyseinstrument.
Sie liefert wertvolle Einblicke in die chemische Zusammensetzung von Materialien.
Die Technik ist vielseitig und ermöglicht verschiedene Präparationsmethoden, die auf den physikalischen Zustand der Probe zugeschnitten sind.
Sie bietet wertvolle Einblicke in die chemische Zusammensetzung von Materialien.
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