Spectroscopia în infraroșu (IR) este utilizată pentru a analiza molecule. Există multe tipuri de spectroscopie care sunt utilizate pentru a determina diferite proprietăți și caracteristici ale unei molecule. Instrumentul de spectroscopie IR este utilizat pentru a elucida ce grupuri sunt prezente într-o probă.
Banda de radiație IR cuprinde lungimi de undă de 800-1,000,000 de nanometri. Această lumină este invizibilă pentru ochiul uman, deși efectele radiațiilor IR sunt resimțite ca căldură. Intervalul de radiație utilizat în instrumentele de spectroscopie IR este de 2,500-16,000 nanometri. Acest interval se numește regiunea de frecvență de grup.
Legăturile chimice dintr-o moleculă pot fi făcute să se întindă, să se îndoaie sau să se răsucească atunci când sunt expuse la radiații IR. Acest lucru are loc la o lungime de undă care este unică pentru fiecare legătură și fiecare tip de vibrație. Prin urmare, prezența unei legături specifice este caracterizată pe un spectru IR prin absorbția radiației la un set discret de lungimi de undă.
Instrumentele convenționale de spectroscopie IR necesită o sursă de radiație, un recipient pentru probă și senzori IR pentru a detecta ce lungimi de undă au trecut prin eșantion. Spectrometrul IR tradițional se numește spectrometru cu rețea de dispersie. Acest lucru funcționează prin împărțirea radiației de la sursa IR în două fluxuri, un flux care trece prin eșantion și celălalt fiind folosit ca control. Spectrometrul compară absorbția relativă de la control și probă pentru a calcula absorbția relativă pentru fiecare lungime de undă.
Sursa IR este de obicei un solid care a fost încălzit la mai mult de 2,700 de grade Fahrenheit (aproximativ 1,500 de grade Celsius). Sursele includ fire sau filamente electrice bobinate, carbură de siliciu și oxid de metal cu pământuri rare. Proba poate fi solidă, lichidă sau gazoasă. De asemenea, poate fi în soluție lichidă, dar în această stare, trebuie avut grijă să se facă distincția între absorbțiile de către solvent și absorbțiile de către proba dizolvată.
Sfârșitul secolului 20 și începutul secolului 21 au cunoscut multe progrese în instrumentarea spectroscopiei IR. Analiza spectrelor IR, efectuată inițial manual, a devenit computerizată. Spectrometrele IR cu transformată Fourier (FTIR) au oferit rezultate mult mai precise, precise și sensibile decât tehnologia IR cu rețele dispersive.
În practică, prezența grupărilor chimice într-o moleculă este determinată printr-un proces de eliminare. De exemplu, absorbția la un anumit set de lungimi de undă implică prezența unei duble legături carbon-oxigen, ceea ce înseamnă că compusul ar putea conține o serie de grupe organice. Absorbția ulterioară la o altă lungime de undă sugerează că există și o legătură unică carbon-oxigen, ceea ce înseamnă că proba conține o grupare carboxilic (-CO2-). Prezența a cel puțin unei grupări de acid carboxilic (-CO2-H) ar fi confirmată dacă se observă absorbția la o lungime de undă corespunzătoare unei grupări hidroxil (-OH).