Fundamentos de espectroscopia de infrarrojo

Summary

En este video se aborda la espectroscopía infrarroja, una técnica que utiliza la absorción de luz por parte de las sustancias para analizar sus propiedades. Se exploran conceptos clave como la relación entre longitud de onda, frecuencia y energía, y se explica cómo las moléculas absorben radiación infrarroja, provocando vibraciones moleculares. Además, se detalla el uso de interferómetros en espectrómetros de infrarrojo y la interpretación de los espectros obtenidos. Se menciona la Ley de Lambert-Beer, la clasificación de la radiación infrarroja y los diferentes tipos de transiciones vibracionales observadas según la estructura de la molécula.

Takeaways

• 😀 La luz está compuesta por diferentes tipos de radiación, cada una con una longitud de onda y energía específicas.
• 😀 La radiación electromagnética puede clasificarse según su longitud de onda, frecuencia o energía.
• 😀 La relación entre longitud de onda, frecuencia y energía es inversa: mayor longitud de onda implica menor frecuencia y energía.
• 😀 En el espectro electromagnético, los rayos X tienen longitudes de onda muy pequeñas, mientras que la región infrarroja se mide en micrómetros.
• 😀 La energía de la radiación se puede analizar a través de su longitud de onda, y está directamente relacionada con su frecuencia.
• 😀 En la espectroscopia de infrarrojo, la radiación absorbe una pequeña cantidad de energía en la región del infrarrojo.
• 😀 El fenómeno de absorción en espectroscopia se puede analizar a través de la transmitancia, que es la relación entre la intensidad de la luz transmitida y la incidente.
• 😀 La Ley de Lambert-Beer establece que la absorción es proporcional a la concentración del absorbente y la longitud del trayecto del medio.
• 😀 La espectroscopia de infrarrojo mide la vibración molecular, no las transiciones electrónicas, y se enfoca en las vibraciones de los enlaces moleculares.
• 😀 Los espectrofotómetros de infrarrojo utilizan interferómetros, como el de Michelson, para obtener espectros mediante transformadas de Fourier.

Q & A

¿Qué es la espectroscopia de infrarrojo?

La espectroscopia de infrarrojo es una técnica que utiliza la absorción de luz infrarroja para analizar las propiedades de las sustancias, específicamente las vibraciones moleculares que ocurren cuando las moléculas absorben radiación infrarroja.

¿Cómo se clasifica la radiación electromagnética?

La radiación electromagnética se puede clasificar en diferentes tipos según su longitud de onda, frecuencia o energía. Estas incluyen, por ejemplo, rayos-X, ultravioleta, visible, infrarrojo, microondas y ondas de radio.

¿Cómo están relacionadas la longitud de onda, frecuencia y energía?

La longitud de onda, la frecuencia y la energía están relacionadas entre sí. A mayor longitud de onda, menor será la frecuencia y la energía. Por el contrario, a menor longitud de onda, mayor será la frecuencia y la energía.

¿Qué es el número de onda y cómo se calcula?

El número de onda es el recíproco de la longitud de onda y se expresa en unidades de centímetros a la menos uno. Se calcula como 1 dividido entre la longitud de onda, y se utiliza para describir la radiación electromagnética.

¿Qué sucede cuando una sustancia absorbe luz infrarroja?

Cuando una sustancia absorbe luz infrarroja, sus moléculas experimentan cambios en sus vibraciones, que pueden ser estiramientos y encogimientos de los enlaces. Esto provoca transiciones vibracionales, pero no transiciones electrónicas.

¿Qué es la ley de Lambert-Beer?

La ley de Lambert-Beer establece que la absorción de luz por una sustancia es directamente proporcional a la concentración de la especie absorbente y a la longitud del trayecto de absorción de la radiación.

¿Cuáles son las regiones del infrarrojo y qué longitudes de onda cubren?

Las regiones del infrarrojo se dividen en infrarrojo cercano, medio y lejano. En la espectroscopia química, se utiliza principalmente la región del infrarrojo medio, que abarca longitudes de onda entre 400 y 4000 centímetros a la menos uno.

¿Por qué las vibraciones que producen un cambio en el momento dipolar son las únicas que pueden observarse en espectroscopia infrarroja?

Solo las vibraciones que producen un cambio en el momento dipolar interactúan de manera efectiva con la radiación infrarroja, lo que permite su observación. Vibraciones simétricas, como las del oxígeno, no generan un cambio en el momento dipolar y por lo tanto no se observan en el infrarrojo.

¿Qué es un interferómetro y cómo se utiliza en espectroscopia infrarroja?

Un interferómetro es un dispositivo utilizado en espectroscopia infrarroja para analizar las franjas de interferencia generadas por la luz incidente. Un interferómetro de Michelson es comúnmente utilizado para registrar la señal óptica y calcular el espectro de absorción de una muestra.

¿Por qué el benceno tiene pocas señales en su espectro de infrarrojo?

El benceno es una molécula altamente simétrica, lo que reduce la cantidad de vibraciones que causan un cambio en el momento dipolar. Como resultado, su espectro de infrarrojo tiene pocas señales.