یکی از مهمترین تکنیک های طیف سنجی در شیمی آلی و شیمی معدنی طیف سنجی FT-IR است. این روش طیف سنجی به ما کمک می کند تا به ماهیت مواد پی برده و بتوانیم گروه های عاملی موجود در هر ماده ای را تشخیص دهیم. همچنین از این تکنیک طیف سنجی می توان برای انجام برخی محاسبات کمی مثل تعیین جرم مولکولی پلیمر ها و برخی موضوعات دیگر نیز استفاده کرد.
این طیف سنجی یکی از پرکاربرد ترین طیف سنجی ها در شیمی است و ما قصد داریم تا در این مقاله به بررسی و شرح این نوع آنالیز پرداخته و به برخی کاربرد های آن اشاره کنیم. تفسیر طیف سنجی FT-IR یکی از خدمات تخصصی است که توسط شیمی دون ارائه شده و شما می توانید برای دریافت تفسیر کامل طیف FT-IR تان به این صفحه مراجعه کنید.
طیف سنجی FT-IR چگونه انجام می شود؟
طیف سنجی FT-IR بر ارتعاش اتم ها در یک ساختار مولکولی یا بلورین استوار است. همه ما می دانیم که در یک ساختار مولکولی و یا یک شبکه بلورین، اتم ها به طور ثابت قرار نداشته و دائما در سر جای خود ارتعاش کرده و مدام حرکت می کنند. این حرکت کردن ها فرکانس مشخصی دارد و ما می توانیم با برخی ابزار های ساده این ارتعاشات را تشدید کرده و با این اقدام، آن ها را شناسایی کنیم.
جالب است بدانید که چهار نوع ارتعاش در مولکول ها و ساختار های بلورین ممکن است که باعث ایجاد جذب در ناحیه مادون قرمز شوند. این حرکت ها در شکل زیر آورده شده و عبارتند از کششی متقارن، کششی نامتقارن، خمشی و قیچی وار. در کششی متقارن، اتم های دو سر یک مولکول به صورت متقارن جلو و عقب می روند و در راستای پیوندشان ارتعاش می کنند.
در ارتعاش خمشی، اتم ها به خارج یا داخل صفحه رفته و برمیگردند و در حرکت قیچی وار، اتم ها بر روی صفحه ای که در آن قرار دارند به هم نزدیک شده یا از هم دور می شوند. این حرکت ها به طور ذاتی در مولکول وجود داشته و ما نمی توانیم مانع آن ها شویم. هر یک از این ارتعاشات یک فرکانس معینی داشته و می تواند توسط یک موج الکترومغناطیسی هم فرکانس تحت تاثیر قرار بگیرد.
ما در طیف سنجی FT-IR با استفاده از یک پرتو الکترومغناطیسی در محدوده مادون قرمز همین کار را می کنیم. دستگاه با لامپی که دارد؛ نوری در همه فرکانس های محدوده مادون قرمز (IR) ایجاد کرده و به نمونه می تاباند. پرتو هایی که فرکانس آن ها با فرکانس ارتعاشی مولکول همخوانی داشته باشد توسط نمونه جذب شده و به دتکتور دستگاه نمی رسد.
متناسب با شدت نوری که در هر فرکانس به دتکتور می رسد؛ دستگاه یک طیف جذبی رسم کرده و مکان فرکانس هایی که توسط نمونه جذب شده است را به صورت یک پیک، در قالب یک سری دره و یا قله نمایش می دهد. ما با تجزیه و تحلیل مکان این قله و دره ها می توانیم محاسباتی انجام داده و اطلاعات دقیقی درباره ماهیت ماده مورد نظرمان انجام دهیم.
طیف سنجی FT-IR چه کاربردی دارد؟
مهمترین چیزی که ما می توانیم از یک طیف FT-IR به دست بیاوریم گروه های عاملی موجود در نمونه مان است. بر اساس مکانی که پیک های IR ظاهر می شود می توان فهمید که چه گروه های عاملی در ماده مورد نظر مان وجود دارد. به عنوان مثال، گروه های عاملی کربونیل در محدوده 1600 و گروه های کربن هیدروژن در محدود 2950 تا 3350 ظاهر می شوند.
به عنوان یک مثال بسیار ساده؛ گروه عاملی هیدروکسیل ذر محدوده 3400 تا 3600 بسته به شرایط مختلف به اشکال مختلفی ظاهر می شود. ما می توانیم از روی شکل و مکان قرار گیری این پیک، تشخیص دهیم که چه میزانی آب در نمونه وجود دارد؛ پیوند های هیدروژنی تا چه حدی وجود داشته و چقدر قوی هستند.
یک محدوده خاص در هر طیف IR وجود دارد که به ناحیه اثر انگشتی مشهور است. این ناحیه برای هر ماده ای منحصر به فرد است و ما می توانیم با مقایسه این قسمت در یک بانک طیف FT-IR بفهمیم که چه ماده ای در اختیار داریم. همچنین امکان برخی محاسبات کمی با این طیف امکان پذیر بوده و برخی اطلاعات مهم مثل جرم مولکولی یک مولکول پلیمری و امثال آن قابل دستیابی است.
در شیمی معدنی، همچنین ما می توانیم با یک طیف ساده مادون قرمز (طیف FT-IR) به نوع ماده سنتز شده مان نیز پی ببریم. این تکنیک به خصوص در مورد کمپلکس هایی که در شیمی آلی فلزی ساخته می شوند کاربرد داشته و حاوی اطلاعات و جزئیات بسیار دقیقی از ماده سنتز شده می باشند.
کاربرد دیگر طیف سنجی FT-IR در جفت کردن این تکنیک با سایر تکنیک ها مشاهده می شود. ما می توانیم نتایج حاصل از این نوع طیف سنجی را با نتایج حاصل از طیف سنجی NMR یا طیف سنجی UV-VIS کنار هم گذاشته و نتیجه های جالبی را استخراج کنیم. مثلا با استفاده از طیف سنجی NMR می توانیم تشخیص دهیم که یک مولکول آمین در اختیار داریم و با توجه به طیف سنجی FT-IR می توانیم بگوییم که این آمین نوع اول، دوم یا سوم است.
تفسیر آنالیز FT-IR یکی از آن کار هایی است که باید توسط متخصصین این کار انچام شود تا بتواند همه اطلاعات دلخواه شما را تقدیم تان کند. گاهی اشتباه در تفسیر نتایج یک طیف سنجی می تواند شما را به عنوان یک محقق به اشتابه انداخته و در بحث نگارش پایان نامه و دفاع از آن به چالش بکشد.
بهترین کار این است تا کار تفسیر طیف FT-IR را به یک متخصص واگذار کنیم. شیم دون مفتخر است که با استفاده از یک تیم تخصصی می تواند انواع طیف های FT-IR را تفسیر کرده و نتایج آن را به همراه رفرنس های مرجع به زبان فارسی و یا انگلیسی تقدیم تان کند. برای استفاده از این خدمت می توانید اینجا کلیک کنید.
