espectroscopia_infrarroja

Posgrado en INGENIERÍA DEL
AGUA Y DEL TERRENO.

CURSO: INSTRUMENTACIÓN Y
MÉTODOS DE ANÁLISIS
QUÍMICO

TEMA: ESPECTROSCOPÍA
INFRARROJA 1-Fundamentos.
José Luis Serrano Martínez

Espectroscopia infrarroja
1. INTRODUCCIÓN
La espectroscopia vibracional fue una de lar primeras técnicas espectroscópicas
que encontró un uso extendido, en particular la espectroscopia de absorcióninfrarroja
(IR) que recibe su nombre de la región del espectro electromagnético implicada. Hay
una segunda forma de espectroscopia vibracional (Raman) que se sustenta en un
fundamento físico diferente y proporciona información similar y complementaria al IR.
La región IR del espectro electromagnético se encuentra entre 12800-10 cm-1. Tanto
desde el punto de vista de las aplicaciones como de losaparatos se puede dividir en tres
zonas: IR cercano (NIR): 12800-4000 cm-1, IR medio: 4000-400 cm-1;IR lejano: 400-10
cm-1, siendo en el IR medio donde se dan la mayoría de las aplicaciones analíticas
tradicionales, aunque desde la década de los 80 la utilización del NIR ha experimentado
un innegable auge. El NIR requiere una mínima o nula preparación de la muestra y
ofrece un análisis cuantitativosin consumir o destruir la muestra. Con frecuencia se
combina con un espectrofotómetro Visible-Ultravioleta y dispositivos de fibra óptica
para análisis remoto, encontrando especial interés en control de procesos.
Por su parte el IR lejano requiere el uso de fuentes y materiales ópticos especiales. Es
utilizado para el análisis de compuestos orgánicos, inorgánicos u organometálicos quecontengan átomos pesados (masa atómica superior a 19) y proporciona información útil
en estudios estructurales.
Por lo que respecta al IR medio, existen espectrofotómetros comerciales desde
1940, aunque los avances más significativos en la técnica se produjeron con el
desarrollo de instrumentos que incorporan el método de transformada de Fourier (FTIR), que ha mejorado la calidad de los espectros yminimizado el tiempo requerido para
la obtención de datos. Hoy en día, casi todos los instrumentos utilizados en
espectroscopia infrarroja están equipados con sistema de análisis que utilizan
transformadas de Fourier de haz sencillo.
Una de las grandes ventajas de la espectroscopia IR es su versatilidad, ya que
permite estudiar prácticamente cualquier muestra con independencia del estado enque
se encuentre: líquidos, disoluciones, pastas, polvos, fibras, films, gases o superficies son
algunos ejemplos.

Como primera aproximación, un espectro IR se obtiene al pasar radiación a
través de una muestra y determinar que fracción de esta radiación incidente ha sido
absorbida. La energía particular a la que aparece cada pico en un espectro guarda
relación con la frecuencia devibración de una parte de la molécula.

Como en otros procesos de absorción de radiación electromagnética, la
interacción de la radiación infrarroja con la materia provoca en ésta alguna alteración.
En el caso que nos ocupa, esta alteración guarda relación con cambios en el estado
vibracional de las moléculas. El espectro vibracional de una molécula se considera una
propiedad física única y portanto característica de ésta molécula. Así, entre otras
aplicaciones, el espectro IR se puede usar como “huella dactilar” en la identificación de
muestras desconocidas mediante la comparación con espectros de referencia.
Los espectros son a menudo complicados y resulta difícil asignar cada una de las
bandas que aparecen en ellos a movimientos atómicos específicos. Esto no es siempre
necesariopara extraer información muy valiosa, de modo que el conocimiento
“incompleto” de los espectros no disminuye su utilidad para realizar análisis
cuantitativos y cualitativos. De hecho, la espectroscopia IR junto a la espectrometría de
masas y la resonancia magnética nuclear, forman la base del análisis orgánico
cualitativo contemporáneo centrado en la identificación de la estructura molecular...