Interpretacja widm w podczerwieni1, Analityka medyczna, Analiza instrumentalna


Spektrofotometria IR. Interpretacja widm w podczerwieni.

Spektrofotometria w podczerwieni (IR)- metoda oparta na absorpcji promieniowania podczerwonego przez oscylujące cząsteczki.

Zakres promieniowania IR:

NIR- jest jeszcze w stanie zmienić energię elektronową cząsteczki. Pochłanianie promieniowania MIR powoduje wzrost energii rotacji i oscylacji. Pochłanianie FIR powoduje wzrost energii rotacji.

Efekt pochłaniania promieniowania - układ zależności %T od liczby falowej (cm-1) (odwrotność długości fali). Im niższa absorbancja, tym niższa wartość transmitancji. W IR pochłanianie promieniowania przez wiązania cząsteczki.

Typowe widmo w IR- Każde pasmo jest wynikiem drgania podstawowego cząsteczki. Na ox liczba falowa, a na oy procent transmitancji. Jest to widmo absorpcyjne.

Liczba falowa

0x01 graphic

Oscylacje - drgają z określoną częstotliwości i amplitudą, zwiększanie drgań cząsteczki, ruch periodyczny, gdzie atomy na przemian przybliżają się i oddalają od siebie.

Liczba drgań podstawowych w cząsteczce (drgania wiązań, oscylacje)

Pewne drgania w podczerwieni są nieaktywne np. H2 lub N2 nie jest dipolem, mogą się cyklicznie oddalać i zbliżać, drganie rozciągające nie zwiększa amplitudy, nie będzie pochłaniało promieniowania podczerwonego.

Moment dipolowy zależy od wielkości i odległości ładunku w cząsteczce.

HCl - moment dipolowy różny od 0- widmo w podczerwieni zarejestrowuje się.

Liczba odpowiadająca możliwym oscylacjom- H20 3x3 = 9 -6 => 3 stopnie, H20 - ilość drgań

Absorpcja promieniowania IR:

Typy drgań cząsteczki:

  1. Drgania rozciągające(walencyjne)- skracanie i rozciąganie długości wiązania chemicznego

  1. Drgania deformacyjne- zmiana ułożenia atomów względem siebie

  1. Szkieletowe- zmienia je cały układ cykliczny

Gdy energia promieniowania jest równa różnicy e substancji w stanie podstawowym a wzbudzonym dochodzi do absorpcji kwantu promieniowania. Draganie musi wiązać się ze zmianą momentu dipolowego cząsteczki.

Drgania rozciągające aktywne w poczerwieni:

Nie używamy wody jako rozpuszczalnika do podczerwieni - widmo w podczerwieni wody jest silne i skomplikowane.

CO2 - cząst. liniowa, nie jest dipolem, nie ma momentu dipolowego

O=C=O

4 typy drgań podstawowych:

Nie ma absorpcji w drganiu rozciągającym a są w deformacyjnym.

Drgania oscylacyjne cząsteczki wody

Widmo

0x01 graphic

Spektrofotometr IR:

Klasyczny dyspersyjny spektrofotometr IR:

  1. Źródło promieniowania (rozgrzane do >1000ºC ciało stałe żarzące się np. włókno Nernsta=pręt ceramiczny z pierwiastków ziem rzadkich (cer, cyrkon, tor, itr) dł. cm i śr. mm, globar=pręt silikonowy z S i C, promiennik chromowo-niklowy)- w połączeniu z prądem na skutek wzrostu temp. do 50000ºC zaczynają promieniować MIR

  2. Pomieszczenie na próbkę i odnośnik (komora pomiarowa) + przerywacz wiązki w dwuwiązkowych przyrządach pomiarowych- przechodzi przez nie pełne polichromatyczne promieniowanie, próbką może być substancja w każdym stanie skupienia

  3. Monochromator (siatka dyfrakcyjna)- rozszczepia promieniowanie, które przeszło przez próbkę, siatkowy lub Czernego-Turnera

  4. Detektor prom. IR- zmienia sygnał optyczny na elektryczny:

  1. Rejestrator, wzmacniacz, komputer

Spektrofotometr z transformacją Fouriera (FTIR):

  1. Źródło promieniowania

  2. Interferometr Michelsona- układ dwóch zwierciadeł (jednego w stałej odległości, drugie może się przesunąć względem półprzepuszczalnego) i jednego półprzepuszczalnego PRZED PRÓBKĄ

  1. Komora pomiarowa

  2. Detektor

  3. Komputer- transformacja Fouriera interferogramu (sygnał z detektora przy danym położeniu ruchomego zwierciadła w funkcję czasu) na klasyczne widmo IR

Zalety spektrofotometrii FTIR:

Kuwety pomiarowe:

Rozpuszczalniki:

Niektóre drgania o wysokiej autonomii

Drgania charakterystyczne- są to drgania słabo sprężone z drganiami atomów tworzących wiązania sąsiednie tzn. układ oscylacyjny danej grupy atomów, w określonej grupie drganie podstawowe jest dominujące (pozostałej części cząst. są znikome). Są one wysokoenergetyczne.

Drgania charakterystyczne:

Energia oscylacji to parametr zależący wprost proporcjonalnie od f i odwrotnie proporcjonalnie od Mred

0x01 graphic
0x01 graphic

Eosc ~ pierwiastek z f/Mred

f-stała siłowa wiązania, Mred - masa zredukowana atomów o masach m1 i m2

Częstości charakterystyczne:

Drgania charakterystyczne dla określonego ugrupowania atomów występują w tym samym, wąskim przedziale częstości, niezależnie od struktury reszty cząsteczek. Takie cząsteczki noszą nazwę częstości charakterystycznych lub cząsteczek grupowych.

Przykłady częstości grupowych:

Rejony absorpcji w widmach IR:

Interpretacja widm IR

(jak „odcisk palca”- złożony z wielu charakter. pasm, charakter. dla danej grupy cząst. jak dla człowieka linie papilarne nawet izomery strukturalne różnią się układem pasm)

Reguły interpretacji widm IR:

Zastosowanie spektrofotometrii IR:

Kwasy karboksylowe: drgania rozciągające wiązania O-H, bardzo szerokie pasmo z max 30000cm-1

Amidy:

Estry: drgania rozciągające wiązanie C-O (1260-1000cm-1)

Aldehydy: drgania rozciągające wiązania C-H w grupie aldehydowej= dwa słabe pasma- ok. 28500 oraz 2750cm-1

Ketony:

80%T - mało intensywne

20%T - bardzo intensywne

Podczerwień to analiza jakościowa.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Interpretacja widm w podczerwieni1, Studia - materiały, Analiza instrumentalna
Techniki Fluorescencji w Analizie instrumentalnej, Analityka medyczna, Analiza instrumentalna
Chromatografia powinowactwa, Analityka medyczna, Analiza instrumentalna
Techniki Fluorescencji w Analizie instrumentalnej, Analityka medyczna, Analiza instrumentalna
Interpretacja widm w podczerwieni2, Analiza instrumentalna
Statystyka2, analityka medyczna UMP II ROK 2015, analiza instrumentalna
Anal instr Pytania 16-30, Analityka Medyczna, IV semestr, Analiza instrumentalna
pyt 1, Analityka Medyczna, IV semestr, Analiza instrumentalna
Sprawozdania z analizy instrumentalnej, SPF II (2), LABORATORIUM z CHEMII ANALITYCZNEJ
Analiza instrumentalna, Technologia chemiczna, Chemia analityczna, Laboratorium, Meteriały ogólne
Chemia analityczna - ściąga, 08. MEDYCYNA, 1.Analityka medyczna, I rok, Chemia analityczna, instrukc
7.Czy możliwa jest rejestracja czystych widm elektronowych, BIO, Diagnostyka Laboratoryjna, analiza
chemia analityczna spektrografia i spektrometria emisyjna, Chemia, Analityczna, Analiza instrumental
Analiza widm w podczerwieni
pyt dr Słowinska, analityka medyczna, Biofizyka analityka medyczna, Egzaminy, zaliczenia
Pytania z wejściówek, analityka medyczna UMP 2014, chemia fizyczna, ćwiczenia
Immunologia -wejściówki analityka 2011, Analityka Medyczna, V semestr, Immunologia

więcej podobnych podstron