Ein Infrarot-Spektrophotometer ist ein Gerät, das in der organischen Chemie verwendet wird, um Informationen über die strukturellen Eigenschaften organischer Moleküle und Verbindungen zu sammeln. In diesem speziellen Spektrophotometer wird Infrarotlicht von den chemischen Verbindungen absorbiert und die Bewegung der chemischen Bindungen analysiert. Infrarot-Spektrophotometer können verwendet werden, um unbekannte Chemikalien zu identifizieren und die Probenreinheit zu bestimmen. Sie werden häufig in Forschungsanwendungen für Universitäten und chemische Prozessindustrien eingesetzt.
Das Infrarot-Spektrophotometer, oft als IR-Spektrophotometer bekannt, verwendet Infrarotlicht, um Bewegungen in den Bindungen organischer Moleküle zu verursachen. Infrarotlicht liegt zwischen sichtbarem Licht und Mikrowellenstrahlung im elektromagnetischen Strahlungsspektrum. Diese Art von Licht kann weiter in den nahen, mittleren und fernen IR-Bereich unterteilt werden, wobei der mittlere IR-Bereich bei der Infrarotspektroskopie am hilfreichsten ist. Das Licht in diesem Bereich kann eine Wellenlänge oder von 3 × 10 –4 bis 3 × 10 –3 Zentimeter haben. Dieser Bereich kann auch als Wellenzahl oder ausgedrückt werden, was der Kehrwert der Wellenlänge ist.
Organische Moleküle können Infrarotlicht absorbieren und können dadurch auf unterschiedliche Weise schwingen. Die Absorption von Infrarotlicht tritt immer dann auf, wenn die Strahlungsenergie des Lichts selbst der Energie einer bestimmten Molekülschwingung entspricht. Die Bewegung lässt sich durch symmetrische und asymmetrische Dehnung der Molekülbindungen und Biegung der Molekülbindungen beschreiben.
Ein Infrarot-Spektrophotometer, das ein Prisma oder ein Gitter verwendet, um die Infrarotstrahlungsquelle in separate Frequenzen aufzuteilen, ist als dispersives Infrarot-Spektrophotometer bekannt. Ein moderneres Design, das Fourier-Transformations-Infrarot-Spektrophotometer, ist das bevorzugte Gerät in Forschung und Industrie. Die Genauigkeit der gemeldeten Wellenzahlen ist aufgrund des konstanten Auflösungsvermögens im gesamten Abtastbereich des Geräts konstant.
Ein Fourier-Transformations-Infrarot-Spektrophotometer besteht aus fünf grundlegenden Teilen – der Infrarotstrahlungsquelle, dem Interferometer, der Probe, dem Detektor und dem Computer. Die Infrarotstrahlungsquelle ist normalerweise eine glühende Schwarzkörperquelle, und die emittierte Energiemenge wird durch eine Blende gesteuert. Das Interferometer ist ein optisches Gerät, das eine spektrale Codierung des Infrarotstrahls durchführt. Der Strahl geht durch die Probe und dann durch den Detektor, der die Interferogrammsignale vom Interferometer dekodiert. Der letzte Schritt ist der Computer, der eine Fourier-Transformation der Daten durchführt und sie in einer verwendbaren Schnittstelle darstellt.
Das Infrarot-Spektrophotometer ist insofern einzigartig, als es verwendet werden kann, um funktionelle Gruppen in einer unbekannten Probe zu identifizieren. Bestimmte funktionelle Gruppen haben einen „Fingerabdruck“ oder einen einzigartigen Absorptionspeak, der aus einem Infrarotspektrophotometer-Ausgangsdiagramm identifiziert werden kann. Bibliotheken und Datenbanken mit organisch-chemischen Messwerten können verwendet werden, um unbekannte organische Proben zu identifizieren.