Para ello, utilizamos una técnica llamada espectroscopia de infrarrojos (IR). Esto funciona porque los distintos enlaces tendrán vibraciones de frecuencias diferentes, lo que nos permite diferenciarlos.
- Describiremos la espectroscopia infrarroja y cómo funciona.
- Veremos la tabla de la espectroscopia de infrarrojos.
- Después exploraremos la espectroscopia infrarroja de los compuestos orgánicos.
- Por último, esbozaremos algunas de las principales ventajas e inconvenientes de la espectroscopia de infrarrojos.
Descripción de la espectroscopia de infrarrojos
La espectroscopia infrarroja es una técnica analítica utilizada para identificar los grupos funcionales dentro de las moléculas orgánicas.
Hay dos tipos de espectrómetros utilizados en la espectroscopia infrarroja: un espectrómetro de radiación infrarroja dispersiva y un espectrómetro de radiación infrarroja por transformada de Fourier.
En el proceso de la espectroscopia de infrarrojos tienen lugar unos cuantos pasos. Son los siguientes:
- Se hace pasar un haz de radiación a través de una muestra.
- La muestra, que se encuentra en un espectrómetro, absorbe la radiación infrarroja.
- Una vez detectadas y analizadas las absorciones, el espectro de absorción se imprime o se visualiza en un ordenador.
Un espectro de absorción es un gráfico que muestra una sustancia química que absorbe radiación en un intervalo de frecuencias.
Tabla de espectroscopia de infrarrojos
Como podemos ver en la imagen inferior, la tabla tiene dos columnas. 'Enlace' representa los grupos funcionales de los distintos compuestos orgánicos. 'Número de onda' representa el número de ondas en una determinada longitud de onda o distancia. Por la tabla, también sabemos que los enlaces de los distintos grupos funcionales absorben frecuencias diferentes de radiación infrarroja. Ésta es la base para distinguir los grupos funcionales con la espectroscopia infrarroja.
Tabla de espectroscopia infrarroja
Espectroscopia infrarroja de compuestos orgánicos
Todos los compuestos orgánicos absorben radiación infrarroja. Esta radiación infrarroja es absorbida por los enlaces entre las moléculas a diferentes longitudes de onda.
Espectroscopia de infrarrojos: Vibración de los compuestos orgánicos
Un par de átomos vibra constantemente. Cuando las moléculas orgánicas absorben radiación infrarroja, los enlaces entre los distintos átomos vibran aún más. Debido a ello, los enlaces covalentes de la molécula también vibran y se ven obligados a estirarse, doblarse o retorcerse. Todas las moléculas vibran a una frecuencia determinada. Cada enlace dentro de una molécula tiene una frecuencia de vibración natural única. El grado de vibración depende de tres factores principales:
- Fuerza del enlace - los enlaces más fuertes vibran a una frecuencia más alta.
- Masa del átomo - los átomos más pesados vibran a una frecuencia más baja.
- La longitud del enlace.
Espectroscopia infrarroja: Identificación de moléculas orgánicas
Un espectro infrarrojo de una molécula es un gráfico que se obtiene una vez realizado el proceso de espectroscopia infrarroja. Podemos ver un ejemplo a continuación.
Ejemplo de espectro infrarrojo de una molécula
En el espectro infrarrojo, la transmitancia se trazaen a lo largo del eje y, mientras que elnúmero de onda se traza en el eje x. Como podemos ver, el espectro consiste en una serie de caídas en la transmitancia a determinadas longitudes de onda que (confusamente) se denominan "picos". Estos picos representan las vibraciones que se producen cuando se absorbe la radiación infrarroja.
La transmitancia mide el porcentaje de radiación que atraviesa una muestra.
El número de onda es el número de ondas a una distancia determinada. Esta distancia se conoce como "longitud de onda". El número de onda es 1/longitud de onda, por lo que son inversamente proporcionales. Es una medida utilizada para la frecuencia.
Los picos apuntan hacia abajo en los espectros IR.
Esta información puede permitirnos identificar grupos funcionales en la molécula. La tabla de datos de la espectroscopia de infrarrojos, tal y como se muestra más arriba, se utiliza para relacionar los distintos picos del espectro con los grupos funcionales que podrían haber provocado su aparición. Los grupos funcionales de la molécula pueden encontrarse en la región comprendida entre 4000 cm-1 y 1500 cm-1 del espectro infrarrojo.
Espectroscopia de infrarrojos: Región de la huella dactilar
La región de la huella dactilar es la zona del espectro que está por debajo de 1500 cm-1. Esta región contiene absorciones de algunas vibraciones complicadas que suelen estar causadas por la flexión o el estiramiento de enlaces simples. Por ello, el patrón de esta región es muy complicado y exclusivo de la molécula. Existe una base de datos en la que se han registrado los espectros infrarrojos de moléculas orgánicas conocidas. Por tanto, el espectro infrarrojo producido para un compuesto complejo desconocido puede compararse con la base de datos.
Espectro que resalta la posición de la región de la huella y la región del grupo funcional
Ventajas e inconvenientes de la espectroscopia de infrarrojos
Como todas las técnicas, la espectroscopia infrarroja puede resultar muy útil, pero también tiene sus inconvenientes. Veamos cuáles son.
Ventajas de la espectroscopia de infrarrojos
- Las muestras que se observan no requieren ninguna preparación especial, como ponerles un colorante radiactivo.
- Tiene una gran velocidad de exploración. Toda la información necesaria para toda la gama de frecuencias puede obtenerse en cuestión de segundos.
- El espectrómetro de infrarrojos tiene una resolución realmente alta.
- Tiene una amplia gama de aplicaciones tanto en el análisis cualitativo como en el cuantitativo, por lo que puede utilizarse para analizar casi todos los compuestos orgánicos.
Inconvenientes de la espectroscopia de infrarrojos
- Si una muestra contiene agua, la espectroscopia infrarroja no es aplicable. Un disolvente como el agua absorbería la radiación infrarroja.
- A veces puede haber complicaciones. No podemos aclarar completamente la estructura de un compuesto basándonos en un único espectro de radiación infrarroja.
- La espectroscopia de infrarrojospuede limitarse a determinadas condiciones para elanálisis cuantitativo (donde se requieren números y no sólo categorías, como "enlace N-H").
Espectroscopia de infrarrojos - Aspectos clave
- La espectroscopia infrarroja es una técnica analítica utilizada para identificar los grupos funcionales dentro de las moléculas orgánicas.
- Los enlaces de los distintos compuestos orgánicos absorben frecuencias diferentes de radiación infrarroja.
- Cada enlace de una molécula tiene una frecuencia de vibración natural única.
- La cantidad de vibración causada depende de la fuerza del enlace, la longitud del enlace y la masa del átomo.
- Los espectros infrarrojos están formados por picos que representan las vibraciones causadas cuando se absorbe la radiación infrarroja.
- Los datos de los espectros se utilizan para identificar moléculas orgánicas haciendo corresponder los distintos picos con los grupos funcionales que podrían haberlos provocado.
- La región de la huella dactilar es la zona del espectro que está por debajo de 1500 cm-1.
Aprende con 15 tarjetas de Espectroscopia Infrarroja en la aplicación StudySmarter gratis
Tenemos 14,000 tarjetas de estudio sobre paisajes dinámicos.
¿Ya tienes una cuenta? Iniciar sesión
Preguntas frecuentes sobre Espectroscopia Infrarroja
Acerca de StudySmarter
StudySmarter es una compañía de tecnología educativa reconocida a nivel mundial, que ofrece una plataforma de aprendizaje integral diseñada para estudiantes de todas las edades y niveles educativos. Nuestra plataforma proporciona apoyo en el aprendizaje para una amplia gama de asignaturas, incluidas las STEM, Ciencias Sociales e Idiomas, y también ayuda a los estudiantes a dominar con éxito diversos exámenes y pruebas en todo el mundo, como GCSE, A Level, SAT, ACT, Abitur y más. Ofrecemos una extensa biblioteca de materiales de aprendizaje, incluidas tarjetas didácticas interactivas, soluciones completas de libros de texto y explicaciones detalladas. La tecnología avanzada y las herramientas que proporcionamos ayudan a los estudiantes a crear sus propios materiales de aprendizaje. El contenido de StudySmarter no solo es verificado por expertos, sino que también se actualiza regularmente para garantizar su precisión y relevancia.
Aprende más
