A espectroscopia de infravermelho (espectroscopia IV) um tipo de espectroscopia de absoro a qual usa a regio do infravermelho do espectro eletromagntico. Como as demais tcnicas espectroscpicas, ela pode ser usada para identificar um composto ou investigar a composio de uma amostra. A espectroscopia do infravermelho se baseia no fato de que as ligaes qumicas das substncias possuem freqncias de vibrao especficas, as quais correspondem a nveis de energia da molcula (chamados nesse caso de nveis vibracionais). Tais freqncias dependem da forma da superfcie de energia potencial da molcula, da geometria molecular, das massas dos tomos e eventualmente do acoplamento vibrnico. Se a molcula receber radiao eletromagntica com 'exatamente' a mesma energia de uma dessas vibraes, ento a luz ser absorvida desde que sejam atendidos a determinadas condies. Para que uma vibrao aparea no espectro IV, a molcula precisa sofrer uma variao no seumomento dipolar durante essa vibrao. Em particular, na aproximao de BornOppenheimer e aproximaes harmnicas, isto , quando ohamiltoniano molecular correspondente ao estado padro eletrnico pode ser aproximado por um oscilador harmnico quntico nas vizinhanas da geometria molecular de equilbrio, as freqncias vibracionais de ressonncia so determinadas pelos modos normais correspondentes superfcie de energia potencial do estado eletrnico padro. No obstante, as freqncias de ressonncia podem ser em uma primeira aproximao relacionadas ao comprimento da ligao e s massas dos tomos em cada ponta dela. As ligaes podem vibrar de seis modos: estiramento simtrico, estiramento assimtrico, tesoura,toro (twist), balano (wag) e rotao.A fim de se fazer medidas em uma amostra, um raio monocromtico de luz infravermelha passada pela amostra, e a quantidade de energia transmitida registrada. Repetindo-se esta operao ao longo de uma faixa de comprimentos de onda de interesse (normalmente 4000-400cm-1) um grfico pode ser construdo, com "nmero de onda" em cm-1 no eixo horizontal e transmitncia em % no eixo vertical. Quando olhando para o grfico de uma substncia, um usurio experiente pode identificar informaes dessa substncia nele.

Esta tcnica trabalha quase que exclusivamente em ligaes covalentes, e de largo uso na Qumica, especialmente na Qumica orgnica. Grficos bem resolvidos podem ser produzidos com amostras de uma nica substncia com elevada pureza. Contudo a tcnica costuma ser usada para a identificao de misturas bem complexas.

Preparao da amostraAs amostras lquidas podem ser prensadas entre duas placas de um sal de alta pureza como o cloreto de sdio. Essas placas tm de ser transparente luz infravermelha e, dessa forma, no introduzirem nenhuma linha no espectro da amostra. Essas placas obviamente so bem solveis em gua, ento a amostra, os reagentes de lavagem e o meio precisam ser andros (isto , sem gua), As amostras slidas normalmente so preparadas misturando-se uma certa quantidade da amostra com um sal altamente purificado (geralmente brometo de potssio). Essa mistura triturada e prensada a fim de se formar uma pastilha pela qual a luz pode passar. Essa pastilha precisa ser prensada a altas presses a fim de garantir de que ela seja translcida, mas isso no pode ser alcanado sem um equipamento apropriado (como uma prensa hidrulica). Da mesma forma que o cloreto de sdio, o brometo de potssio no absorve radiao infravermelha, ento as nicas linhas espectrais a aparecer viro do analito.

Mtodo tpico

Aparato tpico

Um feixe de luz infravermelha produzido e dividido em dois raios separados. Um passa pela a amostra, e o outro por uma referncia que normalmente a substncia na qual a

mostra est dissolvida ou misturada. Ambos os feixes so refletidos de volta ao detector, porm primeiro eles passam por divisor que rapidamente alterna qual dos dois raios entra no detector. Os dois sinais so comparados e ento os dados so coletados.

Uma referncia usada por duas razes:

Previne que flutuaes da energia eltrica da sada da fonte afetem os resultados finais, uma vez que tanto a amostra quanto a referncia so afetadas da mesma forma

Por essa mesma razo, tambm previne a influncia de variaes no resultado final devido ao fato de que a fonte no necessariamente emite a mesma intensidade de luz para todos os comprimentos de onda

Permite que os efeitos do solvente sejam cancelados, j que a referncia normalmente a forma pura do solvente na qual ela se encontra.

Aplicaes da Espectrometria no Infravermelho Identificao de grupos funcionais Grupos funcionais caractersticos absores tpicas Identificao TOTAL de um composto por IV: muito difcil. Deve-se conhecer a provenincia do composto e as suas propriedades qumicas e fsicas caractersticas. Espectro no infravermelho: muito til para indicar a presena de grupos funcionais caractersticos que absorvem entre 1400 e 4000 cm-1.

Regras bsicas: Verificar a presena de esqueleto carbnico: freqncia de estiramento C H freqncia de deformao C H b) Verificar a presena de grupos carboxlicos: freqncia de estiramento C = O para cetonas freqncia de estiramento C = O associada com freqncia de estiramento C H para aldedos freqncias de estiramento C = O associada com freqncia de estiramento C O para steres e etc.

c) Verificar presena de bandas OH caractersticas de lcoois, fenis, cidos, enis, etc. d) Verificar presena de bandas NH de aminas, sais de amnio quaternrios, amidas, imidas, guamidinas, etc. e) Presena de triplas ligaes, como CC ou CN f) Presena de grupos sulfurados como SH, S = O, SO2, etc. g) Presena de grupos fosforados, como P = O, P = N, etc.

O Esqueleto de Carbono 1.Grupos Aromticos Bandas de deformao C H ,bandas de estiramento C = C e C H. Bandas de estiramento C H de aromticos so menores (menos intensas) que bandas de estiramento C H de alcanos. Alm disso, as bandas de estiramento CH de aromticos ocorrem ACIMA de 3000 cm-1 enquanto as bandas de estiramento CH de alcanos ocorrem ABAIXO de 3000 cm-1.

O Esqueleto de Carbono 1.Grupos Aromticos Bandas de deformao C H ,bandas de estiramento C = C e C H. Bandas de estiramento C H de aromticos so menores (menos intensas) que bandas de estiramento C H de alcanos. Alm disso, as bandas de estiramento CH de aromticos ocorrem ACIMA de 3000 cm-1 enquanto as bandas de estiramento CH de alcanos ocorrem ABAIXO de 3000 cm-1. Banda em 1400-1450 cm-1 se refere freqncia do estiramento C=C, mas na maioria dos compostos aromticos substitudos, ou em espectros complexos, esta banda est ausente.

As freqncias das bandas devido s vibraes de deformao C H fora do plano so caractersticas e de intensa absoro devido a vibraes acopladas eletronicamente. A presena e o padro destas bandas podem ajudar no estabelecimento da posio de SUBSTITUINTES no anel aromtico. Esta banda ocorre acima de 800 cm-1 para benzeno para-substitudos. As bandas entre 1650 e 2000 cm-1 so de overtone e de combinao das absores de deformao C H.

Benzeno Banda em 1400-1450 cm-1 se refere freqncia do estiramento C=C, mas na maioria dos compostos aromticos substitudos, ou em espectros complexos, esta banda est ausente. As freqncias das bandas devido s vibraes de deformao C H fora do plano so caractersticas e de intensa absoro devido a vibraes acopladas eletronicamente. A presena e o padro destas bandas podem ajudar no estabelecimento da posio de SUBSTITUINTES no anel aromtico. Esta banda ocorre acima de 800 cm-1 para benzeno para-substitudos. As bandas entre 1650 e 2000 cm-1 so de overtone e de combinao das absores de deformao C H.