Espectroscopia de absorcion infrarroja

Universidad de Carabobo
Facultad Experimental de Ciencia y Tecnología
Departamento de Química
Ondas y Óptica

Bachilleres:
Arteaga Gerardine CI: 20728110
Cordero Yuri CI: 0000000
Zambrano Dulce CI: 19588521

Valencia, Marzo del 2010
Introducción
La espectroscopia de absorción en el infrarrojo es una técnica analítica basada en la absorción de la radiación electromagnética de la regiónIR del espectro por parte de los enlaces moleculares. La región del infrarrojo corresponde a frecuencias que se encuentran justo por debajo del visible, es decir entre longitudes de 0.78 a 1000 µm. La región del infrarrojo se divide en 3 subregiones diferentes: lejano, cercano y medio, siendo esta ultima la mas empleada.
Hasta principios de los años 80, los instrumentos para la región delinfrarrojo medio o fundamental era en su mayoría de tipo dispersivo, contando con la presencia de redes de difracción. Sin embargo a partir de ese momento hubo un cambio en la instrumentación del infrarrojo medio, de tal manera que ahora los instrumentos nuevos son del tipo de transformada de Fourier.
La aparición, en la última década, de espectrofotómetros de transformada de Fourier relativamentebaratos ha aumentado notablemente el número y tipo de aplicaciones de la radiación del infrarrojo fundamental.
La región del medio del espectro infrarrojo es utilizada para el análisis químico cualitativo y cuantitativo de compuestos orgánicos, en estudios microscópicos de superficie, análisis de sólidos mediante reflectancia total atenuada y reflectancia difusa, medidas fotoacústicas, entre otras.Teoría de la Espectrometría de Absorción en el Infrarrojo
1. Cambios en el dipolo durante las vibraciones y las rotaciones.
La radiación en el IR no es lo suficientemente energética para producir la clase de transiciones electrónicas que se dan cuando la radiación es ultravioleta, visible y de rayos X. La absorción de la radiación en el IR se limita así, en gran parte, a sus especiesmoleculares para los cuales existen pequeñas diferencias de energía entre los distintos estados vibracionales y rotacionales. Para absorber radiación en el IR, una molécula debe sufrir un cambio neto en el momento bipolar como consecuencia de su movimiento de vibración o rotación. Solo en estas circunstancias, el campo eléctrico alterno de la radiación puede interaccionar con la molécula, y provocarcambios en la amplitud de alguno de sus movimientos. Por ejemplo, la distribución de la carga alrededor de una molécula como el acido clorhídrico no es simétrica, ya que el cloro posee una mayor densidad electrónica que el hidrogeno. Por tanto, el acido clorhídrico posee un momento bipolar significativo y se dice que es una molécula polar. El momento bipolar está determinado por la magnitud de lafrecuencia de carga y por la distancia entre los dos centros de carga. Dado que la molécula de ácido clorhídrico vibra, se produce una constante variación del momento bipolar, lo que origina un campo que pueda interaccionar con el campo eléctrico asociado a la radiación. Si la frecuencia de la radiación coincide exactamente con la frecuencia de vibración natural de la molécula, tiene lugar unatransferencia neta de la vibración molecular; la consecuencia es la absorción de la radiación.
Cuando se trata de especies homonucleares como el O2, N2 o Cl2, el momento bipolar no sufre un cambio neto durante la vibración o la rotación y, como consecuencia, este tipo de compuestos no absorben en el IR. Con la excepción de algunos compuestos de este tipo, todas las demás especies moleculares absorbenradiación en el infrarrojo.
2. Transiciones rotacionales.
La energía necesaria para provocar un cambio en los niveles rotacionales es muy pequeña y corresponde a radiaciones de cm-1 o menores. Dado que los niveles rotacionales están cuantizados, la absorción por los gases en la región del IR lejano se caracteriza por líneas discretas bien definidas. En los líquidos o los sólidos los...