Espectroscopía Infrarroja
FTIR
Fundamento de la técnica
Es una técnica analítica instrumental que representa la impresión digital de una muestra, con picos de absorción que corresponden a las frecuencias de vibraciones entre las uniones de los átomos que componen el material. (Fundamentos de Química Analítica. Cengage Learning.).
Clasificación de la espectroscopía vibracional:
- Espectroscopía IR: Asociada a excitaciones vibracionales y rotacionales en moléculas, sin que se produzcan transiciones electrónicas.
- Espectroscopía Raman: Asociada a la luz dispersada inelásticamente.
Región de longitud de onda(nm) y frecuencia(cm-1) de FTIR
Se encuentra en la región que va desde 2500 nm hasta 25000 nm (es decir, entre 4000 y 400 cm-1), como se observa en la figura 2 y figura 3.
¿Qué se entiende por vibraciones moleculares?
Modos de vibración que están presentes en la molécula
- Tensión: Son aquellas en las cuales se presenta un cambio en la distancia interatómica a lo largo del eje del enlace químico. Están presentes tensión simétrica y asimétrica.
- Flexión: Son aquellas en las cuales se presenta un cambio en el ángulo de un enlace químico. Están Presentes vibraciones dentro del plano y fuera del plano como se ve en la figura 8.
Espectro Infrarrojo
¿Qué es?
Es una representación gráfica en la que se registra la
intensidad de la absorción frente a un barrido de longitudes de onda; es decir, se va
indicando para cada radiación de la región del infrarrojo si se produce o no absorción
y cuál es la magnitud de la misma. En la ordenada del espectro normalmente se
grafica el porcentaje de transmitancia, es decir, el porcentaje de luz que atraviesa
la muestra sin ser absorbida por ésta. En la abscisa se grafica el barrido en
números de onda, en cm-(FTIR Conceptos Fundamentales.pptx. (s. f.)).
Para interpretar el espectro infrarrojo de una sustancia, se deben tener en cuenta dos zonas (FTIR Conceptos Fundamentales.pptx. (s. f.)).
Zona de identificación de grupos funcionales: De 4000 – 1500 cm-1
Las bandas que aparecen en esta zona son debidas a las vibraciones por tensión de enlaces específicos y su posición depende del grupo funcional que está absorbiendo radiación, pero es independiente de la familia química en la cual se encuentra. Esta zona es muy útil para establecer la presencia o ausencia de la mayoría de los grupos funcionales en los compuestos orgánicos.
Zona de huella digital: De 1500 – 400 cm-1
Esta región es compleja debido a que en ella aparecen vibraciones de tensión y de flexión. Las bandas que aparecen en esta zona son debidas principalmente a las vibraciones por flexión de grupos funcionales individuales y al movimiento de toda la molécula. Su intensidad depende del número de grupos funcionales iguales que contenga la molécula y su posición depende de la estructura del compuesto que está absorbiendo radiación; es decir, cada compuesto tiene una absorción característica en esta región.
Zonas de un espectro infrarrojo
Análisis espectral por grupos funcionales
Alcanos
En todos los alcanos normales o ramificados se presentan solo tensiones y flexiones de los enlaces C-H y C-C.
Alquenos
Presentan vibraciones de tensión y de flexión del C-H y del C=C.
Alquinos
Se presentan vibraciones de tensión y de flexión del C-H y tensiones del C≡C.
Aromáticos
En los anillos aromáticos se presentan las siguientes vibraciones:
Alcoholes, fenoles y éteres
La absorción común y característica de los alcoholes y los fenoles está en la vibración de los enlaces O-H y C-O.
Cetonas
Aldehídos
Ésteres
Ácidos carboxílicos
Anhídridos de ácidos carboxílicos
Los anhídridos de ácido saturados y aromáticos muestran dos vibraciones de estiramiento del C=O, una de entre 1850 y 1800 cm-1 y la otra entre 1790 y 1740 cm-1 . Además, se presenta la vibración de estiramiento del grupo C-O.
Halogenuros de ácido
En los halogenuros de ácido puede notarse que el halógeno tiene poca influencia sobre la posición de estiramiento del grupo carbonilo. Por ejemplo, en los fluoruros el grupo carbonilo aparece en 1850 cm -1 , en los cloruros en 1806 cm-1 , en los bromuros en 1810 cm-1 y en los yoduros en 1795 cm-1 .
Amidas
Se presentan vibraciones de tensión y de flexión del N-H y tensiones del C=O.
Aminas
Se presentan las vibraciones de tensión y de flexión del enlace N-H y las tensiones del C-N.
Compuestos halogenados
La influencia de la electronegatividad del halógeno, es muy marcada en la energía del enlace. La banda de absorción debida a la vibración por tensión de los enlaces C-X de los compuestos halogenados, aparece en las siguientes frecuencias:
Grupos nitro
