Clase FTIR 2022.pdf

Espectroscopía Infrarrojo por
transformada de Fourier
Dr. Abdoulaye Thiam
Programa institucional de Fomento a la I+D+i
Edificio ciencia y tecnología
Email: athiam@utem.cl
Fono: 2 2787 7906
Magíster en Química mención Tecnología de los Materiales

Contenido:
• Fundamentos de los FTIR
• Procedimiento analítico
• Información analítica
• Interpretación y análisis de los espectros
• Aplicación de FTIR
• Taller
2

3
Región del espectro IR
De acuerdo a la energía que transportan
y/o a la magnitud de la longitud de onda
de las ondas electromagnéticas, estas se
han organizado en el denominado
espectro electromagnético.
La radiación infrarroja se encuentra en el
intervalo de 13000 y 10 cm-1 o, entre 0.77 y
1000 μm.
Fundamentos de los FTIR
La luz como onda presenta la característica de
tener una parte eléctrica y otra magnética

4
Efecto de los diferentes tipos de radiación en una sustancia
Tipo de Radiación Efecto
Rayos X y cósmico Ionización de las moléculas
UV-Visible Transición electrónicas
Infrarrojo Deformación de los enlaces
Microondas Rotaciones de los enlaces
Radiofrecuencias Transición del spin electrónico
La radiación electromagnética pueden ser absorbidos por las moléculas de la muestra
provocando una excitación que puede ser de varios tipos: electrónica, rotacional, vibracional o
con orientación.

5
Radiación infrarroja
En función de las distintas aplicaciones de la
espectroscopia de infrarrojo por conveniencia la
radiación infrarroja se ha clasificado en tres
intervalos: infrarrojo cercano (Near IR) , infrarrojo
medio (Mid-IR) e infrarrojo lejano (Far-IR). Siendo el
intervalo de infrarrojo medio en donde se han
encontrado las principales aplicaciones
fundamentales.
La radiación infrarroja no tiene la suficiente energía para producir la clase de transiciones
electrónicas que se encuentran en las radiaciones ultravioleta y visible; por esa razón, la absorción
de radiación infrarroja se limita en gran parte a especies moleculares para las cuales existen
pequeñas diferencias de energía entre los distintos estados vibracionales y rotacionales.

6
Near-IR vs Mid-IR vs Far-IR
Near-IR: Overtones
o Macro propiedades: humedad, proteínas, grasas etc.
o Productos heterogéneos: harina, flores, granos etc.
o Fibras y sondas
o Poco especifico
Mid-IR: Vibraciones
o Micro propiedades- Contenido (ppm a %) mezclas,
variaciones estructurales y químicas, ect
o Muy especifico
Far-IR: Rotación:
o Óxidos, polimorfos y adictivos

Introducción a la Espectroscopia:
Se basa en la absorción de
radiaciones electromagnéticas para
causar transiciones vibratorias en las
moléculas y se utiliza para reconocer
los grupos funcionales presentes en
una muestra
El espectro resultante representa la absorción y
transmisión molecular, creando una huella molecular
de la muestra.
Información obtenida:
Grupos funcionales a partir de las absorciones
observadas.

Una condición necesaria para que se produzca una vibración en una molécula al incidir sobre ella
un haz de energía infrarroja es la presencia de momentos dipolares. Sí el momento dipolar es nulo
no hay absorción de energía infrarroja, caso contrario, habrá absorción de energía infrarroja.
Solo cuando hay un cambio de
dipolo se obtiene un pico de IR
sin dipolo, no pasa nada
Masa ligera, dipolo, alta frecuencia
Mid-IR
Masa pesada, dipolo, baja frecuencia
Far-IR
Regla de oro de la espectroscopia infrarroja: No todas las vibraciones serán activas en una molécula,
solamente lo serán aquellos enlaces en los que cambie el momento dipolar durante la interacción
con la energía infrarroja.

Las características de una vibración de estiramiento atómica se pueden representar
con un modelo mecánico que consta de dos masas unidas por un resorte.
Si esta masa se desplaza una distancia y desde su posición de equilibrio cuando se
aplica una fuerza a lo largo del eje del resorte, la fuerza restauradora F es
proporcional al desplazamiento (ley de Hooke)
donde k es la constante de fuerza, la cual depende de la rigidez del resorte
la energía potencial del sistema aumenta en una cantidad igual al trabajo requerido para desplazar la masa.
La curva de energía potencial para una oscilación armónica
simple, obtenida a partir de la ecuación es una parábola
Frecuencia de la vibración

El movimiento de la masa en función del tiempo t se puede deducir, de acuerdo con la mecánica clásica, como
sigue. La segunda ley de Newton establece que
donde m es la masa y a su aceleración. Pero la aceleración es la
segunda derivada de la distancia respecto al tiempo. Por tanto,
Una solución de esta ecuación debe ser una función periódica
𝜗 es la frecuencia natural de vibración
A es la amplitud máxima del
movimiento
La frecuencia natural de la oscilación dos
masas m1 y m2 es entonces
𝐹 = 𝑚𝑎 𝑎 =
𝑑2𝑦
𝑑𝑡2
𝑦 = 𝐴 cos 2𝜋𝜗𝑡
𝑑2𝑦
𝑑𝑡2
= −4𝜋2𝜗2𝐴 cos 2𝜋𝜗𝑡 𝐴 cos 2𝜋𝜗𝑡 =
4𝜋2𝜗2𝑚
𝑘
𝐴 cos 2𝜋𝜗𝑡
𝜗 =
1
2𝜋
𝑘
𝜇
𝑚
𝑑2𝑦
𝑑𝑡2
= −𝑘𝑦
1
𝜇
=
1
𝑚1
+
1
𝑚2
𝜇 =
𝑚1𝑚2
𝑚1 + 𝑚2

La energía de vibración esta cuantizada
Donde el numero v = 0,1,2,.. En un
vibrador armónico , los niveles de
energía están igualmente
espaciados.
En realidad, un enlace químico no
es verdaderamente un oscilador
armónico, lo que implica, entre
otras cosas, que los niveles no
están igualmente espaciados

Para que haya una transición en el IR debe haber un cambio en el momento dipolar de la
molécula (ya sea en su magnitud o en su localización). La longitud de enlace de una molécula no
es constante, sino que sufre vibraciones similares a las de dos masas conectadas por un resorte.
Las absorciones ocurren en las frecuencias específicas de esas vibraciones. La frecuencia
de las vibraciones puede obtenerse fácilmente por medio de la ley de Hooke:
Frecuencia de vibración
Contante de fuerza del enlace
Masa reducida
❑ A medida que aumenta la fuerza del enlace, aumenta la frecuencia: (C≡C > C=C > C-C)
❑ A medida que aumenta la masa reducida, disminuye la frecuencia de vibración: ( C-H > C-C >
C-Cl > C-Fe)
los átomos más pesados vibran a menores frecuencias
Entre mayor sea la diferencia de electronegatividades de los átomos que
forman el enlace, mayor será la frecuencia de absorción
𝜗 =
1
2𝜋
𝑘
𝜇

Modo de vibración de los enlaces
Tensión simétrico Tensión asimétrico
Vibración del grupo metileno –CH2
2850 cm-1 2950 cm-1
Flexión simetría en el
plano (Tijera)
Flexión no simétrica en
el plano (rock)
Flexión simétrica fuera
del plano (twist)
Flexión no simétrica
fuera del plano
1470 cm-1
720 cm-1
1350-1180 cm-1

Bandas activas en infrarrojo
No todos los modos normales de una molécula necesariamente aparecen en el espectro como
bandas de absorción, siendo determinante para la selección de los mismos la simetría de la
molécula.
❖ El requerimiento general para absorber radiación infrarroja es que la vibración debe producir
un cambio neto en el momento dipolar de la molécula. (N≡N inactivo; C≡O activo)
❖ En moléculas altamente simétricas es frecuente que pares o triadas de modos sean idénticos.
En este caso se llaman modos de vibración degenerados y dan lugar a una sola banda.
❖ Las vibraciones que tienen frecuencias muy cercanas suelen aparecer como una sola banda.
❖ Las vibraciones que tienen poca intensidad pueden no ser observadas.

En una molécula con n átomos deben
aparecer 3n-6 bandas de tensiones y
flexiones (3n-5 cuando la molécula es lineal)
Las vibraciones líneas simétricas no
aparecen en el IR, pero se puede observar en
la espectroscopia Raman.
Fundamentos de los FTIR El dióxido de carbono (3x3)-5 = 4 modos de vibración.
Las dos vibraciones de flexión son idénticas en
energía y, por tanto, producen una banda única
La vibración simétrica no causa cambio alguno en
el momento dipolar

En algunas moléculas, cada tipo de vibración contribuye a
un espectro infrarrojo. Por ejemplo, aquí está el espectro de
formaldehído, H₂C = O.

Espectroscopia:
Un espectro IR representa la huella dactilar de una muestra,
con bandas de absorción que corresponden a las frecuencias
de vibraciones entre los enlaces de los átomos que
componen el material.
❖ En los espectros de IR pueden distinguir dos zonas,
una de 3600 a 1200 cm-1, conocida como región de
Frecuencias de Grupos y otra entre 1200 a 600 cm-1
la región de la huella dactilar.
❖ En general primero se analiza la región de
frecuencias de grupo, para identificar a los grupos
de la molécula y luego se afina el procedimiento
analizando la región de la huella digital que es
particular de cada molécula.
❖ Cuando se realiza una identificación mediante
comparación de espectros por ordenador, se
analiza esa zona dactilar.

Regiones típicas de un espectro IR

Ventajas y limitaciones
✓ Mejor relación señal/ruido ya que la luz no
debe pasar por un monocromador
✓ Se miden todas las frecuencias a la vez lo que
da mucha mayor rapidez
✓ Puede tener una resolución de menos de 0.01
cm-1
✓ Los espectros pasan necesariamente por una
computadora lo que facilita el análisis y manejo
espectral
o Es imposible identificar sin ambigüedad todos
los picos presentes en un determinado
espectro y determinar la identidad exacta de
una molécula.
o Sirven como punto de partida para el proceso
de identificación
o Es una técnica que se afecta por algunos
efectos inherentes al proceso

Procedimiento analítico
¿Cómo funciona un espectrómetro de infrarrojo?

La espectrometría FTIR se desarrolló para superar las limitaciones encontradas con los instrumentos dispersivos. La
principal dificultad fue el lento proceso de escaneo. Se necesitaba un método para medir todas las frecuencias IR
simultáneamente, en lugar de individualmente.
El interferómetro produce un tipo de
señal único, que tiene todas las
frecuencias de infrarrojos
"codificadas" en él.
Fuente de radiación Interferometer Detector Registrador

Fuente de radiación
FTIR se utiliza principalmente para mediciones en las regiones del IR medio y cercano.
Mid-IR (4000-400 cm-1): La fuente más común es un elemento de carburo de silicio
calentado a aproximadamente 1500 K (Globar). La salida es similar a un cuerpo negro.
Near-IR (130000.4000 cm-1): requieren una fuente de temperatura más alta, típicamente
una lámpara halógena de tungsteno
Far-IR: Especialmente en longitudes de onda superiores a 50 μm (200 cm − 1), una lámpara
de descarga de mercurio da una salida más alta que una fuente térmica.

Fuente de radiación
Laser
Prácticamente todos los FTIR contienen un láser cuya luz
sigue el rayo infrarrojo a través del interferómetro. Esta
luz láser NO es la fuente de infrarrojos. Recuerde que un
láser emite luz en un número de onda.
Interferometer
El laser es utilizado como referencia para medir la diferencia de trayectoria óptica del interferómetro
Frecuencia del detector láser comparada con la frecuencia de referencia del reloj interno, la velocidad del espejo se
ajusta según sea necesario.
"Cruces por cero" de la señal láser detectada que se utiliza para controlar la adquisición de datos del detector de
infrarrojos

Interferometro de Michelson
Se emplean un divisor de haz, que recibe el haz de infrarrojos entrante y lo divide
en dos haces ópticos. Un rayo se refleja en un espejo plano que se fija en su lugar.
El otro rayo se refleja en un espejo plano que tiene un mecanismo que permite
que este espejo se mueva a una distancia muy corta (normalmente unos pocos
milímetros) del divisor de haz.
Como la trayectoria recorrida por un
haz es de una longitud fija y el otro
cambia constantemente a medida
que se mueve su espejo, la señal que
sale del interferómetro es el resultado
de que estos dos haces "interfieren"
entre sí. La señal resultante se llama
interferograma.
Señal detectado
Beamsplitter
Delgada 50:50 reflejando y transmitiendo
Superficie de divisor de haz activo, placa de
compensación de soporte y recubrimientos
optimizados para diferentes aplicaciones y regiones
o Mid-IR: Ge/KBr, Ge/ZnSe
o Near-IR: Si/CaF2 (Ge/KBr cubrirá parte de Near-IR
o Far-IR: Si

¿Cómo se recombinan los dos haces de luz en uno en beamsplitter?
En un interferómetro de Michelson, los haces de luz reflejados por los espejos fijos y móviles interfieren de la
siguiente manera:
Af = amplitud final
A1 = La amplitud del haz de espejo fijo
A2 = La amplitud del haz del espejo móvil
Interferencia constructiva
Se dice que dos haces de luz están en fase entre sí e interfieren
constructivamente, dando un haz final más intenso que
cualquiera de los dos haces por sí mismos.
Los dos haces de luz estarán en fase entre sí cuando su
diferencia de trayectoria óptica sea un múltiplo de su longitud
de onda, como se indica a continuación:
δ = diferencia de camino óptico
λ = longitud de onda
n = 0, 1, 2,… (cualquier número entero)
n = 1

Interferencia destructiva
Si δ = 1 / 2λ , el haz de luz del espejo móvil ha recorrido una
distancia equivalente a media longitud de onda más y ahora
está desfasado 1/2 ciclo con el haz del espejo fijo
Cuando dos haces en desfases interfieren entre sí, sus amplitudes se cancelarán y la amplitud final será menor que la
amplitud de cada haz por sí mismo, lo que es un ejemplo de interferencia destructiva.

A medida que el espejo continúa moviéndose, la intensidad del haz resultante se vuelve más tenue y brillante a medida que pasa
por los máximos y mínimos.
Interferograma
Para medir un interferograma usando un interferómetro de
Michelson, el espejo se mueve hacia adelante y hacia atrás una
vez. Esto se llama escaneo. Los interferogramas medidos
durante el barrido se procesan por transformación de Fourier
para producir un espectro, de ahí el término espectroscopia
infrarroja por transformada de Fourier (FTIR).

Fuente de radiación Interferometer Detector
Al igual que la fuente y beamsplitter, los detectores utilizados están especialmente diseñados para
medir la señal de interferograma especial.
o Mid-IR: DTGC (Deutrated Triglycine Sulfate)
o Intensidad baja de Mid-IR: LN2-cooled MCT (Mercuty Cadmium Telluride)
o Near-IR: InGaAs ot LN2-cooled InSb (Indium Antimonide)
o Far-IR: DTGS/Polyethylene window or Lhe-cooled Bolometer
Los transductores de infrarrojo son de tres tipos generales: 1 transductores piroeléctricos, 2) transductores
fotoconductores y 3) transductores térmicos.

31
materias primas
Estructuras
fundamentales o
identidad
Inorgánicos
y
poliméricos
Componente para ajustar el rango espectral

Debido a que el analista requiere un espectro de frecuencia (un gráfico de la intensidad en cada frecuencia) para
realizar la identificación, la señal del interferograma medida no se puede interpretar directamente.
Se utiliza un medio de "decodifición" de las frecuencias individuales, que es una técnica matemática llamada
transformación de Fourier (FT). La transformación la lleva a cabo una computadora, que luego presenta al
usuario la información espectral deseada para su análisis.
Fuente de radiación Interferometer Detector Registrador

Vapor de agua
3900-3500 cm-1
Dióxido de carbono
2350 cm-1
Vapor de agua
2000-1300 cm-1

El modo transmisión se utiliza para probar los efectos de la absorción de radiación IR en el volumen de muestra. Es
posible analizar muestras en cualquier forma: sólida, líquida y gaseosa con el uso de un procedimiento apropiado.
Los gases y líquidos se colocan en cubetas especiales con ventanas, fabricadas con materiales transparentes para la
radiación IR (por ejemplo, cristales iónicos : KBr, NaCl)
Los espectros de sólidos se pueden medir
utilizando muestras previamente preparadas
en placas de cuarzo, en suspensión en parafina
líquida o en forma de tabletas.
Se pulveriza en un mortero de mármol y se
adiciona una película de agente
aglomerante (nujol)
La muestra se pulveriza con KBr y se
comprime para formar un plástico donde
pasa el haz de luz
En FTIR las muestras se pueden medir de dos formas:
transmisión Reflexión

También se puede observar el comportamiento de los solidos en el infrarrojo por técnicas de
reflectancia como la reflectancia atenuada total que es la mas utilizada,

36
La espectroscopia infrarroja tiene dos grandes aplicaciones:
Cualitativo: Identificar moléculas en una muestra
Cuantitativo: Determinar la composición de los compuestos moleculares en una muestra
Información analítica

37
Análisis cualitativo:
La espectroscopia de infrarrojos se utiliza principalmente de dos formas: para la elucidación
estructural y para la identificación de compuestos.
Elucidación estructural:
Los grupos funcionales se pueden identificar debido a que sus bandas de absorción se encuentren
en zonas relativamente estrechas, en región características de la región IR.
Región de grupos funcionales: 4000-1300 cm-1
Región de Huellas características: 1300-910 cm-1
Región de los aromáticos: 910-650 cm-1

38
Análisis cualitativo:
Identificación de compuesto:
Con la excepción de los enantiómeros
(isómeros ópticos), dos compuestos no
tienen el mismo espectro infrarrojo, esto es,
con cada banda emparejada a la posición
del pico (numero de ondas) intensidad y
ancho de banda. Como resultado, los
espectros infrarrojo se pueden utilizar para
identificar componentes de muestras
comparando los espectros de una sustancia
desconocido con una colección de
espectros.
Representación de un espectro
desconocido y del mas parecido
después de una búsqueda por
computadora.

39
Análisis cuantitativo:
Similar a la espectroscopia en otras regiones del
espectro, el análisis cuantitativo se puede realizar
de forma sencilla cuando las bandas individuales
están completamente separadas, ajustando las
mismas condiciones instrumentales para todas
las muestras. Sin embargo, aparecen
complicaciones en las espectroscopias
vibracionales debido al gran numero de bandas.
Cuando las bandas se encuentran muy juntas, es
muy complicado encontrar la línea base para las
determinaciones cuantitativos. Es mejor
encontrar una bandas bien separada que pueda
ser utilizada.

40
Análisis cuantitativo:
Este análisis se basa en la ley de Beer-Lambert,
mediante la cual se elabora una curva de calibración (a
determinada frecuencia), y a partir de ahí se puede
conocer la concentración de un compuesto específico
en una muestra.
A = ɛbc
A es la absorbancia calculada (a una determinada
frecuencia).
ɛ es la absortividad
b es el “camino” que realiza el haz de infrarrojo en
la muestra.
c es la concentración.
A continuación se recogen los datos y la recta de
calibrado correspondiente a una muestra de aspirina
disuelta en cloroformo, en la que se utiliza la banda de
carbonilo a 1764 cm-1

41
Interpretación y análisis de los espectros
Una vez obtenido el espectro de una muestra, el paso siguiente es la interpretación de las bandas
que lo forman.
La identificación de un compuesto orgánico a
partir de un espectro de este tipo es un proceso
que consta de dos etapas:
Etapa 1: Grupos funcionales
Determinar que grupos funcionales son los que tienen
mas probabilidad de estar presentes al examinar la región
de frecuencias de grupo, que abarca la radiación
comprendida entre 3600 cm1 y 1200 cm1
aproximadamente
Etapa 2: Huella dactilar
La segunda etapa consiste en comparar con detalle el
espectro del compuesto desconocido con los espectros
de compuestos puros que contienen todos los grupos
funcionales que se encontraron en la primera etapa. En
este caso es particularmente útil la región de la huella
dactilar, comprendida entre 1200 cm1 y 600 cm1

42
Intensidad de banda de los espectros vibracionales
Para catalogar los espectros vibracionales en determinaciones cualitativos, se describe las
bandas en función de su intensidad y de su forma (ancha o agudas)

43
Frecuencias características :
Estas frecuencias, denominadas frecuencias de
grupos funcionales, rara vez permanecen
invariables, debido a las interacciones con otras
vibraciones asociadas a uno o a los dos átomos que
forman el grupo. Por otra parte, los efectos de
dichas interacciones suelen ser pequeños; como
consecuencia de ello, se puede asignar un intervalo
de frecuencias dentro del cual es muy probable
encontrar el máximo de absorción para un grupo
funcional determinado

44
La región de los grupos funcionales comprendida entre
4000 y 1200 cm-1 puede ser divida en tres zonas con el
propósito de facilitar la identificación de un espectro.
La región de 4000-2500 cm-1.
Las bandas que aparecen en esta región se encuentran
relacionadas con enlaces de estiramiento de O-H, C-H y
N-H. El enlace O-H, del agua, genera una banda muy
amplia y alta entre 3500 y 3200 cm-1. La banda de este
mismo enlace, pero ubicado en otra molécula, tiene una
apariencia puntiaguda y poco intensa. El enlace de
estiramiento N-H aparece entre la región de 3400 y
3200 cm-1 con una apariencia menos amplia que el
enlace O-H del agua. Entre 3000 y 2800 cm-1 aparecen
bandas ligadas al enlace de estiramiento C-H.
El agua es un compuesto presente en
la mayoría de los alimentos, por lo
tanto, si la muestra tiene residuos, en
esta zona se presenta una banda ancha
alrededor de 3500-3200 cm-1, la cual se
debe a vibraciones de estiramiento del
enlace O-H.

45
A menudo en esta región en un espectro no
aparecen bandas, y en caso, de que llegaran a
aparecer tienen una apariencia muy débil, y
frecuentemente no son relevantes para la
interpretación de un espectro. Por lo tanto, se
recomienda hacer énfasis en la interpretación de
otras bandas del espectro. En caso, de aparecer
tales bandas, estas tienen su origen en enlaces
triples, por ejemplo, C≡C, C≡O o C≡N.
En esta región, a menudo, no se presentan indicios de
bandas en un espectro de infrarrojo.
Una serie de bandas débiles de combinación entre
2000 y 1650 cm-1 se suelen utilizar para asignar el
grado de sustitución en anillos bencénicos.

46
En esta región, también llamada de los dobles enlaces,
principalmente aparecen los enlaces de vibración C=C y
C=O. La banda asociada con el enlace C=O es intensa y
aparece, y dependiendo del compuesto, entre 1830 y
1650 cm-1, por ejemplo, en ésta región se encuentra el
grupo carbonilo C=O. En las proteínas, el grupo amida
(C=O) aparece alrededor de 1650 cm-1. El enlace C=N
suele aparecer en esta región, pero a menudo la banda
no es muy intensa.
La región de huella digital (1200-600 cm-1).
Las bandas que aparecen en esta región son
producto de varios tipos de vibraciones de enlace, por
lo cual a menudo es difícil de asignar su origen a una
banda en particular. Además, estas vibraciones de
enlace originan una fuerte interacción entre enlaces
vecinos. Pero, gracias a esta complejidad, cada
muestra tendrá un muy particular espectro, por lo
que esta región de un espectro se le conoce con el
nombre de “huella dactilar”.

47
Unión simple a H.
Ejemplos:
O-H, N-H, C-H
Uniones triples.
Ejemplos.
C≡C, C≡N
Región de
aparición
de pocas bandas.
Uniones dobles.
Ejemplos:
C=O, C=N, C=C
Uniones simples.
Ejemplos:
C-C, C-N, C-O, etc.

48
Frecuencias de grupos funcionales mas comunes

51
2900 a 3000 cm1, que corresponde a una vibración de estiramiento del enlace C-H
1375 cm1 y 1450 cm1 características de los grupos C-H y resultan de las vibraciones de flexion en la molecula
3200 cm-1 frecuencia de grupo para una vibración de estiramiento del enlace O-H
800 cm-1 frecuencia de grupo para una vibración de estiramiento del enlace C-Cl

52
Aplicaciones de FTIR
A schematic illustration of the synthetic procedure
applied to prepare self-healing hydrogels.
3400 and 1636 cm−1 → stretching and bending vibrations of the
hydroxyl functional groups existing in the hydrogel
2920 and 2850, and 802 cm−1 → symmetric and asymmetric
stretching vibrations of C–H functional groups
1419, 1273, 1109, and bump at 716 cm−1 → stretching vibrations of
B–O and C–O

54
1650 and 1560 cm-1 –CONH– → (amide I) and –NH– (amide II)
1154 cm-1 → Asymmetric stretching C–O–C
1066 and 027 cm-1 → C–O stretching in the alcohol group of CS
3000 and 3500 cm-1 → N–H and O–H stretching bands of CS
2930 and 3452 cm-1 → C–H and O–H stretching bands of XS

55
Determinación de contaminantes atmosféricos.
La reciente proliferación de normas oficiales respecto a los
contaminantes atmosféricos requirió el perfeccionamiento de
métodos sensibles, rápidos y altamente específicos para una
variedad de compuestos químicos. Los procedimientos basados
en la absorción en el infrarrojo parecen cumplir estos requisitos
mejor que cualquier otra herramienta analítica sencilla.
Ejemplo del análisis IR de contaminantes del aire.

56
Control de la contaminación.
El control rutinario de los niveles de sustancias tóxicas en el medioambiente (aire, agua y suelo) y en
el proceso de manufactura ha impulsado el desarrollo de técnicas para análisis cualitativo y
cuantitativo como el IR.
Son de uso común las medidas de SO2, HCN, ClCO, NH3, H2S y HCl. Aplicaciones típicas son el control
de formaldehido en fábricas de plásticos y resinas, de anestésicos en quirófanos o de monóxido de
carbono en aparcamientos. En el caso de contaminantes sólidos como los pesticidas también se ha
utilizado con éxito la espectroscopia IR.
Changing spectral characteristics of MSW
during the biological treatment

Control de la cualidad

58
Síntesis y caracterización de polímeros
Esta técnica es un método habitual para la caracterización de polímeros, ofreciendo información sobre la
estructura y composición del material. Así, se obtienen datos de isomería conformacional y configuracional,
enlaces por puente de hidrógeno, orden en la cadena y cristalinidad.

59
Identificación de drogas

60
Caracterización de nanopartículas
Fourier-transform infrared (FTIR) spectra for (a) TiO2; (b) PEG; (c) TiO2–
PEG; (d) 2ME, and (e) TiO2–PEG–2ME.

62
Calcule el numero de onda y la longitud de onda aproximados de la absorción fundamental
correspondiente a la vibración de estiramiento de un grupo carbonilo C=O.
Datos:
la constante de fuerza para el doble enlace típico es de alrededor de 1 x 103 N/m.
La masa del átomo de carbono en kilogramos es: 2.0 x 10-26 Kg
La masa del átomo de oxígeno en kilogramos es: 2.7 x 10-26 Kg
Taller
Calculo de Frecuencia

63
Asigne una de las estructuras A - F presentadas en la página siguiente a cada uno de los espectros IR
proporcionados (1 - 6). Base su tarea en una o más frecuencias clave, de acuerdo con esta pauta.
1. Marque las frecuencias de absorción clave en el espectro y asócielas con un enlace específico. Tenga en
cuenta que generalmente hay solo una o dos bandas clave en cada espectro, aunque en algunos casos
puede observar hasta tres. No etiquete el tramo alcano C – H, ya que estas bandas están presentes en la
mayoría de los compuestos orgánicos.
2. Solo hay una estructura por espectro.
3. Identifique el grupo funcional principal presente en la estructura (es decir, cetona, alcohol, etc.).
4. Proporcione valores de frecuencia aproximados para las bandas que etiquetó en el espectro (en cm–1) e
identifique su forma (ancha, media o estrecha) e intensidad (débil, media o fuerte).
Taller
Interpretación espectro IR

64
Estructura asignado: Grupo funcionales principales:
Bandas claves Frecuencia Forma Intensidad
1
2
3
Taller
Ejemplo:

65
Dichloroquinoline
Acetophenone
2-propanol
Taller
A B
C
D E
F
Phenol

66
Bandas claves: Frecuencia Forma Intensidad
1
2
3
Taller
1

67
1
2
3
Taller
2

68
1
2
3
Taller
3

69
1
2
3
Taller
4

70
1
2
3
Taller
5

71
1
2
3
Taller
6

72
Taller
Elegir compuesto de su interés y buscar el espectro en el enlace de la pagina siguiente (link) y interpretarlo en grupo

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