Uno spettrofotometro a infrarossi è un dispositivo utilizzato in chimica organica per raccogliere informazioni sulle proprietà strutturali di molecole e composti organici. In questo particolare tipo di spettrofotometro, la luce infrarossa viene assorbita dai composti chimici e viene analizzato il movimento dei legami chimici. Gli spettrofotometri a infrarossi possono essere utilizzati per identificare sostanze chimiche sconosciute e per determinare la purezza del campione. Sono spesso utilizzati nelle applicazioni di ricerca per le università e le industrie di processo chimico.
Lo spettrofotometro a infrarossi, spesso noto come spettrofotometro IR, utilizza la luce infrarossa per provocare il movimento nei legami delle molecole organiche. La luce infrarossa si colloca tra la luce visibile e la radiazione a microonde nello spettro delle radiazioni elettromagnetiche. Questo tipo di luce può essere ulteriormente suddiviso nelle gamme IR vicino, medio e lontano, con la gamma IR media che è la più utile nella spettroscopia a infrarossi. La luce in questa regione può avere una lunghezza d’onda, o , da 3×10-4 a 3×10-3 centimetri. Questo intervallo può anche essere espresso in termini di numero d’onda, o , che è l’inverso della lunghezza d’onda.
Le molecole organiche possono assorbire la luce infrarossa e, di conseguenza, possono vibrare in modi diversi. L’assorbimento della luce infrarossa si verifica ogni volta che l’energia radiante della luce stessa corrisponde all’energia di una data vibrazione molecolare. Il movimento può essere descritto dallo stiramento simmetrico e asimmetrico dei legami molecolari e dalla flessione dei legami molecolari.
Uno spettrofotometro a infrarossi che utilizza un prisma o un reticolo per dividere la sorgente di radiazioni infrarosse in frequenze separate è noto come spettrofotometro a infrarossi a dispersione. Un design più moderno, lo spettrofotometro a infrarossi a trasformata di Fourier, è il dispositivo preferito nella ricerca e negli ambienti industriali. La precisione dei numeri d’onda riportati è costante in tutta la regione di scansione del dispositivo grazie al potere di risoluzione costante.
Uno spettrofotometro a infrarossi a trasformata di Fourier è costituito da cinque parti fondamentali: la sorgente di radiazioni infrarosse, l’interferometro, il campione, il rivelatore e il computer. La sorgente di radiazione infrarossa di solito è una sorgente di corpo nero incandescente e la quantità di energia emessa è controllata da un’apertura. L’interferometro è un dispositivo ottico che esegue la codifica spettrale sul raggio di radiazione infrarossa. Il raggio passa attraverso il campione e quindi attraverso il rivelatore, che decodifica i segnali dell’interferogramma dall’interferometro. Il passaggio finale è il computer, che esegue una trasformata di Fourier sui dati e la presenta in un’interfaccia utilizzabile.
Lo spettrofotometro a infrarossi è unico in quanto può essere utilizzato per identificare gruppi funzionali in un campione sconosciuto. Alcuni gruppi funzionali hanno una “impronta digitale” o un picco di assorbimento unico che può essere identificato da un grafico di output dello spettrofotometro a infrarossi. Biblioteche e database di letture di sostanze chimiche organiche possono essere utilizzate per identificare campioni organici sconosciuti.