ANALISIS POR INFRARROJO DE COMPUESTOS ORGANICOS

ANALISIS POR INFRARROJO DE COMPUESTOS ORGANICOS
El espectro infrarrojo de una molécula es el resultado de las transiciones entre dos niveles de energía
vibracional diferentes. Los movimientos vibracionales de una molécula se parecen a los movimientos
observados en una bola unida a un muelle (es decir, el oscilador armónico). El modelo de las bolas y
muelle se utilizará para desarrollar losconceptos del movimiento vibracional. Más abajo se ilustra la
vibración de alargamiento de un sistema de bola simple y muelle. La energía potencial Ep, de la
vibración de alargamiento es una función de la constante de fuerza, k, del muelle y del desplazamiento,
d, de la bola con respecto a la posición de reposo.

La energía cinética, Ek, del sistema mostrado antes está dada por la ecuación, Ek = 1/2mv2, en donde
m es la masa de la bola y ν es la velocidad.
P 1. ¿Cuál es la energía potencial del sistema de muelle mostrado en el Esquema1 cuando la bola se
encuentra en la posición de reposo?
R 1. Ep = 0. En la posición de reposo, d = 0. En consecuencia,
P 2. La bola del sistema de muelle mostrado en el Esquema l se alarga hasta la posición -d y se suelta.
¿En qué posiciones del sistema se tendrála máxima y mínima energía potencial
R 2. La energía potencial máxima se tiene en la posición de mayor desplazamiento, +d y –d. La energía
potencial mínima se tiene en la posición de reposo, d = 0.
P 3. En qué posiciones será máxima y mínima la energía cinética de la bola para el sistema establecido
en movimiento tal como se describe en la P2?
R 3. La energía cinética máxima se presenta a la máximavelocidad que se logra en la posición d = 0.
La energía cinética mínima (Ek = O) se presenta en las posiciones de máximo desplazamiento, +d y -d.
P 4. Bolas de la misma masa se encuentran acopladas a dos muelles distintos. El muelle A tiene una
constante de fuerza equivalente al doble del muelle B. Cada bola se alarga a 1 cm de la posición de
reposo Cuál sistema tiene la mayor energía potencial?R 4. El muelle A tiene la mayor energía potencial.

P 5. ¿Cuál sistema de los descritos en 1a P2 requiere de la mayor energía para desplazar las bolas a 5
cm?
R 5. El sistema A, es decir, el sistema con la mayor constante de fuerza.
Para recordar….
Para un oscilador armónico (una bola vibrante en un muelle)

Un muelle con una bola adaptada al mismo se encuentra en estado de vibración. Lafrecuencia de
vibración (el número de osci1aciones o ciclos por segundo), y del sistema es una función de la
constante de fuerza del muelle, k, y de la masa de la bola, m
P 6. El muelle A está acoplado con una bola cuya masa es de 1.0 g. El muelle tiene una constante de
fuerza de 4.0 X 10-5 N/cm (Newton/cm). ¿Cuál es la frecuencia del sistema cuando se coloca en
vibración? ¿Cuál es la unidad defrecuencia?
R 6.

P 7. El muelle B está acoplado a una bola cuya masa es de 1.0 g. El muelle tiene una constante de
fuerza de 9.0 x 10-5 N/cm. ¿Cuál es la frecuencia de esta bola cuando queda sometida a vibración?
R 7.

P 8. Conforme la constante de fuerza del muelle aumenta, indique si la frecuencia de vibración aumenta
o disminuye?
R 8. Aumenta. La frecuencia aumenta con la raíz cuadrada de la constantede fuerza.
P 9. ¿Cuál sistema vibra con la mayor frecuencia, el muelle A (constante de fuerza = 4.0 x l0-5 N/cm)
adaptado a una bola de 1.0 g o el muelle A adaptado a una bola de 4.0 g?
R 9. La frecuencia para el muelle A adaptado a una bola de 1.0 g es:

La frecuencia para e] muelle A adaptado a una bola de 4.0 g es:

La frecuencia del sistema con bola de 1.0 g es mayor.
P 10. Un muelle (k = 4.0X 10-5 N/cm) con una bola de 1.0 g acoplada al mismo se somete a vibración
de modo que el máximo desplazamiento de la bola con respecto a la posición de reposo es de ± 1.0 cm.
Un segundo muelle (k = 4.0 x 10-5 N/cm) con una bola de 1.0 g adaptada al mismo se somete a
vibración de modo que el máximo desplazamiento de la bola con relación a la posición de reposo es de
± 2.0 cm. ¿Cuál de los...