La spectroscopie infrarouge (IR) est un outil super utile lorsqu'il s'agit d'analyser des composés organiques. En tant que fournisseur de composés organiques, j'ai vu de première main comment cette technique nous aide et nos clients à comprendre la nature de ces composés. Alors, foulons comment la spectroscopie infrarouge fonctionne pour les composés organiques.
Les bases de la spectroscopie infrarouge
Tout d'abord, qu'est-ce que la lumière infrarouge? Eh bien, c'est un type de rayonnement électromagnétique qui a une longueur d'onde plus longue que la lumière visible. Vous ne pouvez pas le voir, mais vous pouvez le sentir comme de la chaleur. Lorsque nous parlons de spectroscopie infrarouge, nous utilisons cette lumière infrarouge pour interagir avec les composés organiques.
Les composés organiques sont constitués d'atomes reliés par des liaisons chimiques. Ces liaisons sont comme de petites ressorts qui peuvent s'étirer, se plier et vibrer. Chaque type de liaison a un ensemble spécifique de vibrations autorisées, et ces vibrations ont des énergies caractéristiques.
La lumière infrarouge a des énergies qui correspondent aux énergies de ces vibrations de liaison. Lorsque la lumière infrarouge brille sur un composé organique, le composé peut absorber la lumière si l'énergie de la lumière correspond à l'énergie nécessaire pour faire vibrer une liaison particulière.
L'instrumentation
Les principales parties d'un spectromètre infrarouge sont la source lumineuse, le porte-échantillon, le monochromateur et le détecteur.
La source lumineuse produit une large gamme de longueurs d'onde infrarouges. L'échantillon est placé dans le porte-échantillon. Il peut prendre la forme d'un liquide, d'un solide ou d'un gaz. Pour les liquides, nous utilisons souvent un film mince entre deux plaques de sel (généralement en bromure de potassium, KBR, car il est transparent à la lumière infrarouge). Les solides peuvent être mis à la terre avec KBR et pressés dans un granulé.
Le monochromateur est comme un filtre. Il sélectionne une longueur d'onde spécifique de lumière infrarouge à la fois et l'envoie à travers l'échantillon. Lorsque le monochromateur scanne à travers différentes longueurs d'onde, le détecteur mesure la quantité de lumière absorbée par l'échantillon à chaque longueur d'onde.
Lire le spectre infrarouge
Le résultat d'une expérience de spectroscopie infrarouge est un spectre infrarouge. C'est un graphique avec l'axe x montrant le nombre d'onde (une mesure liée à la longueur d'onde de la lumière infrarouge, généralement en unités de cm⁻¹) et l'axe y montrant l'absorbance ou la transmittance.
L'absorbance est une mesure de la quantité de lumière que l'échantillon a absorbé, tandis que la transmittance est la fraction de la lumière qui passe à travers l'échantillon. Un pic dans le spectre signifie que le composé a absorbé la lumière infrarouge à ce nombre d'ondes particulier.
Chaque type de liaison dans un composé organique a une gamme caractéristique de nombres d'onde où il absorbe la lumière infrarouge. Par exemple, une liaison carbone - hydrogène (C - H) absorbe généralement dans la plage de 2800 à 3000 cm⁻¹. Une double liaison carbone - oxygène (c = o), comme dans une cétone ou un aldéhyde, absorbe environ 1700 cm⁻¹.
PrenonsAcrylonitrilepar exemple. L'acrylonitrile a une double liaison carbone - carbone (c = c) et une triple liaison carbone - azote (C≡N). La liaison C = C montrera un pic d'absorption autour de 1600 à 1680 cm⁻¹, et la liaison C≡N aura un pic d'environ 2200 à 2260 cm⁻¹. Vous pouvez en trouver plus surAcrylonitrileet ses propriétés sur notre site Web.
Applications pour les fournisseurs de composés organiques
En tant que fournisseur de composés organiques, la spectroscopie infrarouge est inestimable. Cela nous aide dans le contrôle de la qualité. Lorsque nous recevons un lot d'un composé organique d'un fabricant, nous pouvons utiliser la spectroscopie IR pour confirmer son identité. Nous comparons le spectre de l'échantillon reçu avec un spectre connu du composé pur. Si les pics correspondent, c'est une bonne indication que nous avons le bon composé.
Il nous aide également à détecter les impuretés. Les impuretés ont leurs propres pics d'absorption infrarouge caractéristiques. Si nous voyons des pics supplémentaires dans le spectre de notre échantillon, cela signifie qu'il y a des impuretés présentes. Nous pouvons ensuite prendre des mesures pour purifier le composé ou décider d'accepter le lot.
Pour nos clients, nous pouvons fournir des spectres infrarouges avec les composés organiques que nous fournissons. Cela leur donne confiance dans la qualité et l'identité des produits qu'ils achètent. Ils peuvent utiliser les spectres pour leurs propres processus de recherche ou de fabrication.
Interpréter des spectres complexes
Parfois, l'interprétation des spectres infrarouges peut être un peu délicat, en particulier pour les composés organiques complexes. Il peut y avoir des pics qui se chevauchent et la présence de différents groupes fonctionnels peut affecter la position et l'intensité des pics.
Par exemple, si un composé a plusieurs liaisons en carbone-oxygène dans différents environnements chimiques, les pics C = O pourraient passer de leurs positions typiques. De plus, la liaison hydrogène peut avoir un impact important sur l'absorption infrarouge des liaisons impliquant l'hydrogène, comme les liaisons O - H ou N - H.
Mais avec l'expérience et l'aide des bibliothèques de spectres de référence, nous pouvons généralement comprendre ce qui se passe dans le spectre. Nous pouvons également utiliser d'autres techniques analytiques, comme la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN), en combinaison avec la spectroscopie IR pour obtenir une image plus complète de la structure du composé.
Limites de la spectroscopie infrarouge
Bien que la spectroscopie infrarouge soit un excellent outil, elle a certaines limites. Il ne peut pas nous dire la structure exacte d'un composé en soi. Par exemple, deux composés différents avec les mêmes groupes fonctionnels pourraient avoir des spectres infrarouges très similaires.
Il a également des problèmes de sensibilité. Si la concentration d'un groupe fonctionnel particulier dans un composé est très faible, le pic d'absorption correspondant pourrait être trop faible pour détecter. Et dans certains cas, les vibrations symétriques dans une molécule n'entraînent pas de changement dans le moment dipolaire, de sorte qu'ils n'absorbent pas la lumière infrarouge et n'apparaissent pas dans le spectre.
Comment nous l'utilisons dans notre entreprise
De nos opérations de jour - à - Day en tant que fournisseur de composés organiques, nous effectuons régulièrement des tests de spectroscopie infrarouge. Nous avons un laboratoire bien équipé avec un spectromètre infrarouge de haute qualité. Lorsqu'un nouvel envoi arrive, nous prenons un petit échantillon et le faisons passer dans le spectromètre.
Nous conservons des enregistrements détaillés des spectres pour chaque lot de composés que nous recevons et fournissons. Cela nous aide en cas de questions de nos clients sur la qualité ou l'identité des produits. Si vous êtes intéressé parAcrylonitrileOu tout autre composé organique que nous fournissons, nous pouvons partager avec vous les spectres infrarouges pertinents.
Conclusion
La spectroscopie infrarouge est une technique étonnante pour analyser les composés organiques. Il nous donne des informations précieuses sur les groupes fonctionnels présents dans un composé, ce qui nous aide dans le contrôle de la qualité, la détection d'impuretés et la fourniture à nos clients des produits fiables.
Si vous êtes sur le marché des composés organiques de haute qualité et que vous souhaitez assurer leur identité et leur pureté, nous sommes là pour vous aider. Notre équipe d'experts est toujours prête à vous aider avec toutes les questions que vous pourriez avoir sur les composés que nous fournissons et les techniques analytiques que nous utilisons. N'hésitez pas à nous contacter pour plus d'informations ou à commencer une discussion sur les achats.
Références
- Silverstein, RM, Webster, FX et Kiemle, DJ (2014). Identification spectrométrique des composés organiques. Wiley.
- Pavia, DL, Lampman, GM, Kriz, GS et Vyvyan, Jr (2015). Introduction à la spectroscopie: un guide pour les étudiants en chimie organique. Cengage Learning.
